摘要：井下巷道支护质量的高低是整个矿井生产作业活动能否正常、持续、高质开展的必要前提，特别是对于掘进巷道而言，掘进施工对巷道造成的影响要求巷道支护方式与工艺必须充分贴合矿井地质实际，从而保障掘进作业面的施工安全，这也是整个矿井实现长久可持续发展所必须的关键前提。
关键词：井下掘进；施工；支护工艺
巷道掘进托顶煤施工是掘进过程中安全要求较高、施工难度较大、安全隐患突出的工程之一，为保证施工期间的安全，选择合理的超前支护方式、支护方案和顶板加固方案尤为重要。通常而言，巷道掘进托顶煤施工情况有2种:①煤巷掘进遇到断层，由断层的一盘掘进进入断层另一盘，通过托顶煤施工进入正常煤层掘进;②岩巷石门揭煤，煤层位于巷道上方。
1巷道断面设计
鉴于3205材料运输巷道布设是沿着煤层顶板掘进布设，因此选取两帮平行的梯形作为巷道断面形状。同时3205材料运输巷掘进方向左帮安装SSJ-1040型皮带，皮带宽1.2m，皮带离帮的安全间隙为0.6m，右边人行侧铺设轨道，轨间距为0.7m，轨道与皮带机头的安全间隙为0.8m，人行道宽度1.1m。基于上述分析，可确定材料运输巷掘进宽度为设备宽度（1.2m）+人行道宽度（1.1m）+皮带与帮和皮带与轨道安全间隙（1.4m）+轨道宽度与轨道间距（0.7m）=4.4m。因此，所以巷道毛宽4.4m、净宽4.2m。此外，由于工作面供风选用直径为0.6m的阻燃风筒，且风筒距顶板0.4m，与皮带架的安全间隙为0.5m，皮带架高度为0.8m，巷道高度为2.3m，由于煤层顶底板倾斜，掘进时为保证巷道底板平整，左帮为煤层厚度，右帮拉底后与左帮保持水平，顶板沿煤层顶板掘进，高度保证轨面到巷道中心顶板距离不少于2.6m，巷道中心高度不低于2.8m。再综合考虑工作面采用55kW无极绳绞车运输物料，为确保运输安全、有效，最终确定材料运输巷掘进毛宽4.4m，毛高2.8m，毛断面积12.32m2；净宽4.2m，净高2.6m，净断面积10.92m2。
2巷道永久支护设计
2.1支护形式分析
3205材料运输巷2#煤层顶板为泥岩、页砂、砂岩，属于易冒落顶板，局部顶板破碎，有断层带，为了将锚杆加固的“组合梁”悬吊于老顶坚硬岩层中，需采用锚索做加强支护。根据一、三采区掘进巷道的矿压观察数据及支护经验，初步确定3205材料运输巷掘进工作面巷道为两帮平行梯形断面，采用锚杆+网+钢带+锚索联合支护。
2.2巷道顶板锚杆选取
根据一、三采区矿压观察结合该矿实际情况，2#煤层直接顶岩层厚度不稳定。当2#煤层直接顶岩层厚度及1#煤厚度在2.0m以下或2.6m以上时，3205材料运输巷顶锚杆选取型号为Φ20mm×2400mm的螺纹钢锚杆，顶板每排支护6根锚杆，间排距为850mm×800mm，呈“矩形”布置，保证锚杆支护在坚硬岩石上，每根锚杆配用1节CK2355（上）和K2355（下）型锚固剂。当2#煤层直接顶岩层厚度及1#煤厚度在2.0m以上、2.6m以下时顶锚杆选取型号为Φ20mm×3000mm的螺纹钢锚杆，保证锚杆支护在坚硬岩石上，其他参数不变。
2.3巷道侧帮锚杆选取
3205材料运输巷帮锚杆选取型号为Φ20mm×2400mm的螺纹锚杆，距顶300mm以间排距为850mm×800mm开始支护，每根锚杆配用1节CK2355（里）和1节K2355（外）型锚固剂。运输巷左帮、右帮钢带规格为2000mm×80mm。3205材料运输巷顶锚索采用Φ17.8mm×6000mm钢铰线，每根锚索配1节CK2355、2节K2355型树脂药卷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆锚索支护配套厚度12mm的铁板作为加强支护，材料运输巷顶锚索布置成“三花型”，间排距为2000mm×800mm；当遇到地质变化带时，顶锚索规格使用Φ21.6mm×6000mm的钢铰线；顶板破碎时顶锚索每排支护3根，间排距为1000mm×800mm，其中锚索托板使用规格参数根据现场顶板压力承载确定，顶板破碎锚杆支护困难时锚杆可用使用Φ17.8mm×3000mm的钢铰线代替。
2.4巷道锚索选取
3205材料运输巷帮锚索支护规格为Φ17.8mm×6000mm钢铰线，锚索打在左、右帮距顶板1.2m钢带眼里，以45°～60°支护，左帮锚索排距为3200mm，右帮锚索排距为1600mm药卷数量同上。材料运输巷顶帮锚杆锚固力不小于80kN，扭距不小于200N•m；锚索预紧力不小于120kN，锚固力不小于200kN。
2.5锚杆安装工艺
钻眼前，首先敲帮问顶，清除活煤、活石，调整激光指向仪，根据设计要求测量巷道规格，整修后根据顶板定出眼位，并作出标志，然后严格按照定出的眼位钻眼，顶锚杆除角锚杆外都必须垂直顶板，角锚杆与巷道顶板成75°支护，眼深小于锚杆长度50mm。锚杆钻孔用S19中空六方接长式钻杆配Φ28mm双翼钻头钻眼。安装锚杆前，必须详细检查锚杆的钻孔位置、角度、孔深、间排距及巷道规格，确定锚杆及其配件的规格质量是否符合要求，并用压风吹净孔内的积水及岩粉。树脂锚杆的安装顺序为；经检查孔深合格后，用杆体将药卷轻轻送至孔底，应注意用力适度，以免捅破药卷出现药卷失效或侧滑现象，然后将锚杆安装在锚杆机上，先缓缓将锚杆机升起后再搅拌，搅拌时间不少于15s～25s，确保搅拌均匀后，停止搅拌，需用锚杆机顶住锚杆至少保持1min，然后再将杆、机分离，至少等180s后再挂网、上托板、螺帽，用力矩扳手将螺母紧固到200N•m，该锚杆安装完毕。
2.6锚索安装工艺
a)锚索孔采用S19中空六方接长式钻杆配Φ28mm双翼钻头，用锚杆钻机打眼；b)钻眼深度达到规定后，退下钻杆前，先用水清孔；c)插入锚固剂前应先检查其质量（以手感柔软为合格）及型号（顶部1支CK2355型，下部2支K2355型），锚固剂应头尾相接，顶板锚固先CK2355型后K2355型依次送入眼底，不得平行送入眼底，并对锚固剂进行预压缩处理；d)将专用搅拌器尾部六方型套具插入锚杆机六方孔内，1人扶住钢铰线，1人操作锚杆机，一边推进，一边搅拌，搅拌时间不少于45s；e)停止搅拌，继续保持锚杆机推力约1min后，退缩锚杆机；f)至少15min后，卸下专用搅拌器，装上铁板、锚具，并将其托起至紧贴顶板的位置；g)2人将张拉千斤顶套在锚索上，开始张拉预紧，并注意观察压力表读数，达到设计预紧力8T～12T时，迅速换向回程，卸下张拉千斤顶。
3结论
(1)引起支架初撑力严重不足的原因不仅包括泵站压力的局限性、乳化液的质量、供液距离、升柱时间与人员操作不当等因素，同时也包括泵站数量与初撑力额定值设定不合理。(2)技术改造后，1604工作面液压支架初撑力平均提高42.77%，降低了由于支架初撑力不足对顶板控制的影响，为该矿的安全生产起到了积极促进作用。(3)在提高1604工作面支架初撑力方面采取的措施具有局限性，在支架上增设增压阀与初撑力保持阀等装置将是提高支架初撑力技术革新重点。
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论文作者:柯勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/11
标签：巷道论文; 顶板论文; 锚杆论文; 煤层论文; 锚固论文; 材料论文; 井下论文; 《基层建设》2018年第25期论文;