22204综采面切眼扩刷地质条件复杂段联合支护技术研究应用

摘要：综采面切眼在扩刷过程中因顶板起伏大，且顶板不平整，局部顶板起伏大，造成单体柱无法打设，从而影响巷道支护质量及支护强度，为确保地质条件复杂段的支护质量和强度，保证支护安全，通过对地质条件复杂段进行联合支护，从而解决单体柱单体柱无法打设等问题。

一、概况

河南永锦能源有限公司云盖山煤矿一矿属煤与瓦斯突出矿井。矿井主采二1煤层，煤层自燃倾向等级为Ⅲ类，属不易自燃煤层，煤尘爆炸指数为15.97%，具有爆炸危险性，水文地质类型中等，掘进范围内二1煤层走向NE40°～50°，倾向130°～140°，煤层倾角13°～28°，平均19°，煤层厚度为1.3m～4.5m，平均厚度为2.4m。二1煤层为黑色，粉末状，疏松，染手，暗淡型，局部含丝炭，结构简单，普氏硬度系数f≤0.37。二1煤层直接顶为细粒砂岩，厚度4.89m；基本顶为粗粒砂岩，厚度为1.87m。直接底为泥岩，厚度为2.08m，基本底为炭质泥岩，厚度为1.36m。二1煤层层位稳定，结构简单，整体呈单斜构造，掘进前方无陷落柱、火成岩发育。22204综采面切眼扩刷主要用于22204综采面综采设备的安装。

二、巷道支护设计

1、原巷道支护设计

22204综采工作面切眼采用锚网支护，断面形状为矩形断面，巷道规格：巷道规格：净宽3.6m，净高2.8m，S净=10.08m2，S掘=11.02m2。巷道顶部采用直径20mm长2200mm的高强锚杆、钢筋网、M钢带闭顶，锚杆间排距为0.8m×0.8m；巷道帮部采用直径18mm长2000mm的等强锚杆、钢筋网、塑编网、M钢带闭帮，锚杆间排距为0.7m×0.8m。

2、扩刷后支护设计

22204综采工作面切眼扩修后巷道断面形状为矩形，巷道规格：断面规格：净宽8m，净高2.8m，顶部采用直径20mm长2200mm的高强锚杆、钢筋网、M钢带闭顶，锚杆间排距为0.8m×0.8m；东帮采用直径18mm长2000mm的玻璃钢锚杆、钢筋网、塑编网闭帮，西帮采用直径18mm长2000mm的等强锚杆、M钢带、钢筋网、塑编网闭帮，帮部锚杆间排距为0.7m×0.8m。顶部锚索采用直径21.6mm长9000mm的钢绞绳，距巷道中心线左右0.8m和2.4m位置各布置一根锚索，间排距为1.6m×0.8m，考虑切眼扩刷后跨度较大，在巷道内打设3道顺山抬棚。抬棚采用4mπ型钢梁配合单体液压支柱进行支护。

三、支护材料

（1）锚杆：顶部采用Φ20mm的高强细螺纹钢锚杆，长度为2200mm，锚杆均使用配套标准螺母。锚杆盘采用厚度不小于8mm压制成V型的钢板，规格（长×宽）为150×100mm。帮部采用Φ18mm的玻璃钢锚杆，长度为2000mm，锚杆均使用配套标准螺母、锚杆盘。

（2）锚固剂：锚固剂直径23mm，长度350mm。每根锚杆使用2支MSK2335快速树脂锚固剂，每根锚索使用3～5支MSK2335快速树脂锚固剂。

（3）钢筋网：钢筋网由Φ6mm钢筋焊制，网片规格900×1100mm或900×1700mm，网格100×100mm，网要压茬连接，连接点选在压茬部分的外层网片边界，搭接长度不小于100mm，網片间要用14#铁丝连接在 “十”字处，连接点三花方式布置，间距200mm，铁丝头背向巷道。单股连网铁丝长度不得超过300mm，拧好后单股铁丝长度不得超过50mm。

（4）塑编网（阻燃编织网）：规格为900mm×700mm或900mm×1700mm。

（5）锚索：锚索采用钢绞绳加工而成，锚索Φ21.6mm长度为9000mm。锚索盘采用厚度不小于18mm的钢板加工，规格为400mm×400mm。

（6）M钢带：采用厚5mm，长5m的M型钢板制作，孔间距0.8m。

（7）π型梁：长4m的π型钢梁或其他规格的π型梁。

（8）单体液压支柱：DW31.5-200/100型单体液压支柱，规格为直径100mm，长3150mm。或使用DW35-200/100型和DW28-200/100型单体液压支柱，规格为直径100mm，长3500mm和2800mm。

四、地质条件复杂段支护方案确定

22204综采工作面切眼扩刷沿二1煤层顶板施工，在扩刷过程中受煤层顶板地质条件变化影响，造成顶板起伏大，且顶板不平整，局部巷道高度达到5m，造成单体柱无法打设，从而影响巷道支护质量及支护强度。为确保地质条件复杂段的支护质量和强度，保证支护安全，对起伏大无法打设单体柱的地点，首先打设锚索，锚索采用直径21.6mm长9000mm的钢绞绳，锚索外露长度与正常情况下顶板高低一致，然后在锚索上安装工字钢梁形成一个平台，用木柿将工字钢梁与起伏处顶板之间绞实，再根据设计要求打设π型钢梁和单体柱，从而解决地质条件复杂段无法打设单体柱等。

五、实施效果

目前22204综采面综采设备已经安装结束，根据现场顶板起伏段支护及顶板完好情况均满足了采面安装需要，从而保证采面安装期间的施工安全，现整个永锦矿区综采面切眼支护均为采用锚网索+π型钢梁+单体柱联合支护，刷扩切眼时存在断面大，因此在掘进期间保证巷道的支护强度尤为重要，22204综采面切眼扩刷地质条件复杂段联合支护技术研究应用，在充分考虑巷道的用途，合理的设计地质条件复杂段联合支护方案，保证巷道在掘进期间的支护强度，并为后期巷道综采设备安装打下坚实基础，并且随着煤巷锚网支护的不断推广与应用，该支护方案的应用将长期符合矿井，其意义重大。

六、结语

综采面切眼扩刷地质条件复杂段联合支护技术研究应用，该支护方案设计原理主要通过对顶板起伏较大地点打设锚索配合工字钢梁形成一个平台，再用木柿将其绞实背牢；从而解决顶板起伏大无法打设单体柱等难题，从而保证了巷道支护强度，确保施工安全，从而确保综采面切眼后期的安装、运输、行人安全

作者简介：姓名：李大帅（1989年—）性别：男、民族：汉族、籍贯：河南省禹州市、学历：第一学历中专，最高学历大专、单位：云盖山煤矿一矿生产技术科，职称：助理工程师。