大断面掘进巷道过断层复合支护方法应用

大断面掘进巷道过断层复合支护方法应用

李超

河南能源化工集团永煤公司新桥煤矿河南省商丘市476600

摘要：大断面掘进巷道过断层期间，选择合理、有效的支护方式，提高巷道的支护质量，做到一次成巷，避免后期反复维修，降低了生产成本，为今后复杂施工条件下掘进巷道提供了借鉴。

关键字：断层支护掘进绞顶架棚

一、工作面概况

2302轨道顺槽设计平距为1070.9m，其中（Ⅰ段）421.9m，（Ⅱ段）52.9m，（Ⅲ段）596.1m。该巷道设计为倒梯形，净宽4200mm，毛宽4400mm。巷道中心高度不低于3000mm。顶板支护采用“锚网带＋锚索梁”形式支护，锚杆为Φ22×2400mm高强锚杆，顶板锚索施工在两排钢带中间按“3-1-3”形式布置，间、排距1200×1600mm。两帮支护采用“高强锚杆+钢筋网+M钢带”的支护形式，锚杆为Φ20×2200mm高强锚杆。

二、施工方案

（一）拉底、绞顶施工方案

1、自迎头退后13.8m开始，巷道按照0°坡度拉底施工，保证施工至302G8点前115.6m时，巷道破煤层顶板2000mm，对巷道较高处进行绞顶。

2、施工至迎头后，巷道按照12°下山施工，直至巷道顶板揭露煤层顶板后，沿煤层顶板掘进，并控制巷道高度3.5m左右。

3、施工前，先对巷道顶板进行加固，在目前3排锚索梁的基础上再加固2排锚索梁，顶板形成5排锚索梁，锚索规格采用Ф21.6×10000mm锚索。

4、施工期间一并将绞顶锚索施工到位。锚索采用规格为Ф21.6×10000mm锚索施工，锚索外露长度根据现场巷道高度确定。

（二）套棚施工方案

1、首先在保证施工人员安全的前提下对巷道进行补强支护，将巷道内顶锚、锚索、帮锚跟至最靠近迎头的位置。

2、套棚前，需先采用掘进机配合胶带输送机进行拉底、出矸，确保拉底后巷道净高达到3.5m。

3、从通尺463m处开始由外向里套棚，棚距800mm，钢棚梁长3669mm，左腿长3705mm，右腿长3705mm，采用U29型钢加工，棚腿扎角8°，各棚之间采用拉板紧固成一个整体。

5、架棚时，为保证棚梁接顶，使用钢筋网铺设在棚腿及棚梁外侧，并用14#铁丝进行固定，固定好后，使用半圆木、圆杂木进行填充，确保棚梁上方与绞顶梁之间搭接合理。

6、迎头采用短掘短支的方式继续掘进，钢带排距700mm，每循环进尺一排，割煤前顶板锚杆、锚索梁及两帮帮锚跟至迎头，掘进前新掘进巷道套棚施工滞后工作面不超过3m。

三、施工工艺及要求

（一）拉底施工工艺及要求

1、采用掘进机拉底施工至胶带输送机上，拉底后局部地点需要顺平时，采用人工开挖方式。

2、由验收员从拉底起始位置处巷道左帮2.0m处画腰线。施工时保证巷道底板到腰线的垂直距离不低于3.5m，以控制巷道底板坡度。

3、由胶带司机启动胶带输送机张紧绞车，将皮带放松。待拆解地锚及紧固链条后，再拆除两架H架。拆下的纵梁、H架、三联辊等配件整齐码放在巷道帮部。

4、由胶带司机启动胶带输送机张紧绞车，在掘进机后方采用支撑杆顶住机尾大架，退掘进机并张紧皮带，将掘进机退至拉底起始位置，掘进机司机对掘进机停电、闭锁，胶带司机对张紧绞车停电、闭锁。由施工人员在皮带机尾处施工地锚并固定。

5、机尾固定好后，胶带司机再次开启张紧绞车对皮带进行张紧至合适位置。

6、向前延伸胶带输送机机尾前，验收员必须对拉底处进行验收，确保拉底深度、巷道高度符合要求，否则必须重新进行拉底，确保达到要求，方可延伸机尾。

（二）绞顶施工工艺及要求

1、施工期间，巷道高度较高位置采用锚索梁配合半圆木（圆杂木）绞顶。绞顶锚索沿巷道中心线以及向中心线两侧各偏1700mm布置，锚索间、排距1700×1600m。锚索采用Φ21.6×10000（13000）mm锚索施工，每根锚索使用4支MSK2350型树脂锚固剂，锚索露出锁具长度根据现场巷道高度确定。

2、由于受迎头施工条件限制，绞顶锚索打注完毕后，可暂不上梁绞顶，将绞顶锚索外露部分绑扎在巷帮或巷道顶板上，待工作面拉底后再统一安装锚索梁进行绞顶。

3、沿垂直巷道中心线方向布置锚索梁，锚索梁长3.8m，采用29U钢棚加工而成，锚索梁锁好后作为绞顶底架，待绞顶完毕后，再对锚索进行加压，保证背木压紧，并确保整体平直。

4、绞顶底架架设好后，施工人员再按照要求对该段巷道进行绞顶工作，具体施工方法如下：在施工好的锚索梁架上铺设一层钢筋网，钢筋网之间采用14#铁丝连接，并将钢筋网固定在锚索梁上。

5、绞顶施工时，绞顶地点下方严禁有人，跟班队长或班组长安排专人看守，未经跟班队长或班组长允许不得通过。

（三）架棚支护施工工艺

1、按棚腿扎角8°对两帮底部使用掘进机配合、风镐或手镐进行挖刷，以达到设计要求，挖好深度150mm以上的棚腿窝。

2、根据巷道坡度确定套棚迎山角（每6～8°迎1°），将棚腿放到棚腿窝内后，用联网绳及小背木将棚腿与帮部固定牢靠，然后调整好扎角及迎山角度。第一次架设2棚，以后每次架设1棚。

3、在棚梁及棚腿固定牢靠后，在棚腿及梁上用6对拉板按设计位置上好，拉板上好后取下联网绳及小背木。

4、在巷帮与棚腿之间每间隔500mm使用直径不小于100mm、长度不小于1200mm的半圆木横向背帮，在背木两端及背木与棚腿、巷帮之间用木楔子刹紧、刹实。

5、棚腿背好后，人员站到梯子上，在两架棚梁之间使用直径不小于100mm、长度不小于1200mm的半圆木（可配合圆杂木或木板）进行绞顶，保证紧密接触顶板，棚梁上每间隔500mm背一根背木，沿棚梁方向的半圆木放在棚梁正上方，二者相互垂直，形成“#”字形式，并用木楔子刹紧、刹实。

四、效益评价

该项目通过采用“锚网带+锚索梁+绞顶+套棚”复合支护形式，可有效加强巷道支护，避免后期反复维修而增加费用支出，降低了原煤的生产成本，提高了经济效益。为今后使用何种有效的支护方式提供了借鉴，具有良好的参考价值。

参考文献：

1白赞成，初俊卿;回采工作面复合顶板及其控制[J]；河北煤炭；1991年01期

2宁方泗，陈士桐，贺兴源；复合顶板推跨型冒顶的控制[J]；山东煤炭科技；2000年S1期

作者简介：李超（1978-），男，河南永城人，安徽理工大学测绘工程专业，助理工程师