8号煤试采工作面集中回风巷支护安全技术

娄 湘 峰

(阳泉煤业(集团)有限责任公司铁路运输分公司，山西 阳泉 045000)

施工的试采工作面集中回风巷设计全长为498.6 m，服务年限至试采工作面结束为止。现已沿煤底板掘进施工。经顶板岩性探测，根据探测结果显示顶板向上有部分煤线。巷道煤巷矩形断面设计使用的锚索长度为5.2 m，该锚索锚固端在煤层中，经现场预紧力实验预紧力不能满足设计要求，设置临时和永久支护。为保证巷道变更断面后的安全与质量，在制定详细安全技术措施后方可施工。

1 组织措施

为保证巷道支护安全施工，项目部成立了组织结构，对整个施工过程进行统一管理，做到责任到人，分工明确，具体分工如下：

生产小组：施工期间全面负责人员的调配，监督相关措施落实与执行情况；

协调小组：施工期间全面负责安全生产工作；

技术小组：施工期间全面负责技术质量工作；全面负责该巷道的具体施工操作；负责职工“三级”教育，保证出勤人员的安全；负责编写巷道变更支护措施及贯彻与签字、归档；指导施工期间巷道施工人员正确实施和操作。

2 支护方法

2.1 临时支护部署

临时支护的工艺及要求：

1)临时支护形式。巷道使用穿鞋戴帽规格为DN25-250/90的单体液压柱进行临时支护，柱间距不大于1 m，柱帽规格为∮200×1 200 mm的两开木。木鞋规格为400 mm×300 mm×200 mm。

2)放炮时的临时支护。在放炮或割煤后，值班队长和班长共同负责检查巷道两帮及顶板情况，确认没有安全隐患后，现场指派两名有经验的人员，选择好撤退路线后方可作业。人员站在安全地点，此时手持2 m长的铁钎或其他长柄工具，按照由上向下、由外向里的原则处理危岩活矸，一人监护，一人处理。清理完活矸、危岩。具体操作为利用2 m长的铁钎或其他长柄工具，去敲击巷道周围已经裸露而未加管理的岩石(或煤体)，使其发出回音，来探明周围岩体是否松动、断裂和离层，敲击顶帮，如果有“铛铛”的声音则说明顶板良好；如果有“噗噗”的声音，则说明顶板已经离层或断裂，或者一手扶住顶板下面，一手使用铁锤工具敲击顶板，如果有震动则说明顶板已经离层或断裂，根据当时的围岩实际情况，及时从外向里打支穿鞋戴帽液压支柱进行临时支护，根数不少于5根，工作面备用柱不少于5根，备用鞋、帽各不少于5根。

2.2 永久支护

根据岩性探测结果显示及分析对煤巷矩形断面支护进行变更，具体变更情况如下：

1)巷道断面为矩形断面原设计支护形式：顶板采用锚索、W型钢带、金属网、加强锚索及喷混凝土联合支护；锚索采用φ17.8×5 300 mm的钢绞线，钢带采用5 600 mm×280 mm×4 mm的5眼钢带，W型钢带配套规格为300 mm×270 mm×12 mm W形拱形托盘配套调心球垫及KM18锁具承载。锚索排距0.95 m，间距1.3 m；顶板满铺金属网，规格为1 100 mm×5 600 mm。加强锚索使用φ17.8×7 300 mm的钢绞线与规格为300 mm×300 mm×12 mm拱形托盘配套调心球垫及KM18锁具承载，自巷中向两边各偏移0.8 m对称布置，加强锚索的排距950 mm。每根锚索配MSCK φ23×1 000 mm超快速药卷锚固，喷射C20混凝土，喷厚为100 mm。

巷道帮部采用锚杆、金属网喷混凝土联合支护；巷道每帮打注4根φ20×2 400 mm圆钢锚杆，每根锚杆配MSCK φ23×800 mm超快速药卷锚固，端头带150 mm×150 mm×8 mm拱形托盘配套调心球垫和1010尼龙垫片及450 mm×280 mm×4 mm W钢护板锚索同排布置，锚杆间、排距均为0.95 m，布置时钢护板在拱形托盘下方，拱形托盘在钢护板上方且钢护板的长边与巷道走向垂直；帮部满铺金属网，规格为1 100 mm×2 600 mm。喷射C20混凝土，喷厚为100 mm。

2)巷道断面为矩形断面变更后支护形式：顶板将采用金属网、W型钢带、锚索、加强锚索配合钢带与喷混凝土联合支护；锚索型号采用φ17.8×4 200 mm及φ17.8×8 200 mm的钢绞线，钢带采用5 600 mm×280 mm×4 mm的5眼钢带，W型钢带配套规格为300 mm×270 mm×12 mm W形拱形托盘配套调心球垫及KM18锁具承载。锚索排距0.95 m，间距1.3 m；顶板满铺金属网，规格为1 100 mm×5 600 mm。具体布置方式为钢带正中眼位及两侧靠近巷道帮部的眼位布置φ17.8×4 200 mm的钢绞线，靠近巷道正中眼位相邻的两个眼位中布置φ17.8×8 200 mm的钢绞线；加强锚索采用φ17.8×8 200 mm的钢绞线，钢带采用2 000 mm×280 mm×4 mm的2眼钢带，W型钢带配套规格为300 mm×270 mm×12 mm W形拱形托盘配套调心球垫及KM18锁具承载。具体布置时自巷中向两边各偏移0.8 m对称布置，加强锚索的排距1 900 mm。每根锚索配MSCK φ23×1 000 mm超快速药卷锚固，喷射C20混凝土，喷厚为100 mm。

巷道帮部采用锚杆、金属网喷混凝土联合支护；巷道每帮打注4根φ20×2 400 mm圆钢锚杆，每根锚杆配MSCK φ23×800 mm超快速药卷锚固，端头带150 mm×150 mm×8 mm拱形托盘配套调心球垫和1010尼龙垫片及450 mm×280 mm×4 mm W钢护板锚索同排布置，锚杆间、排距均为0.95 m，布置时钢护板在拱形托盘下方，拱形托盘在钢护板上方且钢护板的长边与巷道走向垂直；帮部满铺金属网，规格为1 100 mm×2 600 mm。喷射C20混凝土，喷厚为100 mm。

3 永久支护材料

顶锚索：锚索规格为φ17.8×4 200 mm,φ17.8×8 200 mm；

帮锚杆：采用φ20×2 400 mm的麻花钢锚杆；

锚索药卷：采用MSCK-23/100的树脂锚固剂；

锚杆药卷：采用MSCK-23/80的树脂锚固剂；

W型钢带规格为：5 600 mm×280 mm×4 mm和2 000 mm×280 mm×4 mm;

顶锚索托盘：W型托盘，规格为300 mm×270 mm×12 mm；

帮锚杆托盘：Q235的拱形托盘，规格为150 mm×150 mm×8 mm，拱高不低于34 mm配套调心球垫和1010尼龙垫片及规格为450 mm×280 mm×4 mm的钢护板；

锚喷巷道混凝土配合比为水泥∶黄沙∶石屑=1∶1.98∶1.98，水灰比0.45，水泥P.O42.5，黄砂中粒砂，石屑粒径5 mm～10 mm，每100 kg水泥掺入速凝剂3 kg～5 kg，喷混凝土强度C20。

4 质量保证措施

1)锚杆从螺帽起外露长度控制在10 mm～40 mm，最大值不应超过40 mm。2)锚杆不小于74 kN的锚固力(锚杆拉力计型号为LDZ-200，表头读数21 MPa)，其次螺母的扭力矩也不应小于200 N·m。3)托板须与顶板岩面或巷帮密贴，强度与锚索的承载力必须相适应。4)帮与锚杆不小于75°夹角，遇有裂隙时，应尽量垂直于裂隙间布置锚杆。5)顶锚索应不小于230 kN预紧力，必须使用YCD18-350型张拉千斤顶配套电动泵预紧，锚索的压力表读数控制在40 MPa以上。6)锚索布置必须垂直顶板，外露应保留在150 mm～250 mm内长度(自锚具下平面算起)。锚索超过250 mm外露长度，必须重新补打。锚索必须锚在稳定岩层当中且长度不得低于1 m。7)钻锚杆和锚索眼时，深度和角度应掌握好，为了保证眼深的质量可在钻杆的尾部设置醒目标记。8)锚杆间排距误差不超过-100 mm～+100 mm。9)在锚杆安装前，需认真检查药卷的质量，严禁使用过期发硬的药卷。10)锚索孔距不超过100 mm的误差，孔深不应大于100 mm的误差。11)锚索设计轴线与钻孔轴线不应大于3°偏差。12)铺设钢筋网片时，左右搭接为100 mm，前后应对接；联网每隔100 mm设一道，联网丝用14号铅丝且为双股，应使用专用联网钩扭结拧紧且不少于3匝。13)作业队应配备专用检测工具，随时检查锚杆扭力矩和锚固力，当锚固力达不到要求时需查清原因，并在其旁侧补打锚杆。14)锚索预紧使用KZB1.25/63型电动泵，YCD18-350型千斤顶，必须准备不少于两台，且保证能正常使用。15)由于煤层分布不确定，在施工过程中施工对组每周必须保证对顶部进行一次岩性探测工作，要求探测深度不得小于10 m，且井下应该常备规格及长度分别为φ17.8×5 200 mm,φ17.8×6 200 mm,φ17.8×7 200 mm,φ17.8×10 200 mm的钢绞线不小于30根。

5 锚网支护检查分析

1)班组要做到对锚杆支护质量自查。队组检测工作主要包括：锚索张紧力、外露长度、拉拔力、外露及网片压槎、扭矩。2)在现场施工锚杆、锚索过程中，如有问题应及时进行沟通、解决，通过合理的分析与整理，对应采取有效措施。3)技术人员要不定期地进行抽检，如有异常，要立即处理。4)队组应安排具有实践经验且对业务知识熟悉的人员对锚杆进行日检，将误差控制在规定范围内。5)质检员和安全员要检查当日施工的锚杆及锚索，保证质量和设计要求相一致。施工期间不定期检查登记台账。

6 施工总结

锚杆、锚索支护作为煤矿巷道施工的较普遍支护方式，应其安全、高效和快速的优势被广泛应用和推广。鉴于其巷道支护施工质量的隐蔽性，不可避免发生冒顶事故。因此，在掘进巷道施工过程中，预防措施就是安全检查。提高对锚杆索支护巷道工程质量的安全检查力度，进一步提升锚杆索支护巷道施工安全质量水平。