王戰(zhàn)勝

（貴州盤(pán)江精煤股份有限公司 貴州 盤(pán)縣 553536）

1 礦井概況

金佳礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180萬(wàn)t/a，是貴州盤(pán)江精煤公司的主力礦井之一。9號(hào)煤層為“三軟”煤層，石門(mén)在煤層段變形速度較快，給后續(xù)回采巷道開(kāi)口及維修施工造成了很大的難度。加之9號(hào)煤層屬自燃發(fā)火煤層，由于礦壓顯現(xiàn)，極易在煤層地段形成無(wú)數(shù)裂縫，長(zhǎng)時(shí)間緩慢供氧，易導(dǎo)致煤層自燃發(fā)火。為了解決支得住，對(duì)石門(mén)過(guò)9號(hào)煤層岔口段進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)技術(shù)。

2 聯(lián)合支護(hù)方案確定

2.1 巷道采用原有支護(hù)形式、變形狀態(tài)

支護(hù)方式為29號(hào)金屬U型鋼棚，棚距0.6m，半圓拱型斷面，下凈寬5.2m，凈中高3.7m，腿窩深度250mm，架間使用Φ16mm的圓鋼加工的金屬拉桿。礦井為兩翼向采區(qū)中央開(kāi)采，因動(dòng)壓原因?qū)е拢?810運(yùn)輸石門(mén)變形，制約了礦井安全生產(chǎn)。反復(fù)修復(fù)了多次都沒(méi)有找到合理有效的支護(hù)方式，特別是過(guò)9號(hào)煤層地段，巷道變形尤為明顯。巷道有效利用周期不足兩年。9號(hào)煤層段巷道變形主要表現(xiàn)是斷面縮小不規(guī)則，支架梁腿扭曲變形甚至折斷，小范圍漏煤（矸），裂縫大范圍延深，幫頂巖石失穩(wěn)。

2.2 聯(lián)合支護(hù)方案確定

+1810運(yùn)輸石門(mén)9號(hào)煤層段采用過(guò)錨網(wǎng)噴、錨網(wǎng)＋金屬U型棚聯(lián)合支護(hù)、金屬U型棚支護(hù)的幾種支護(hù)形式均沒(méi)有解決支得住的難題，我們?cè)诳偨Y(jié)過(guò)去多種支護(hù)方式的基礎(chǔ)上，確定進(jìn)行多種支護(hù)相統(tǒng)一結(jié)合的方式，即巷道刷大后先進(jìn)行錨網(wǎng)（主動(dòng)支護(hù)）→架設(shè)金屬棚→在金屬棚與錨網(wǎng)之間澆灌砼→在砼的下方使用錨桿、錨索補(bǔ)強(qiáng)。

第一步為錨網(wǎng)索主動(dòng)支護(hù)。錨桿間排距600×600mm，錨索間排距1200×1200mm，采用錨索配合補(bǔ)強(qiáng)。第二步在石門(mén)內(nèi)滿足回采巷道寬度要求時(shí)，與中心線垂直方向各架設(shè)29號(hào)U鋼金屬棚對(duì)棚。第三步在工字鋼骨架上鋪設(shè)金屬網(wǎng)和席子，澆灌砼，全部充填嚴(yán)實(shí)，二次主動(dòng)支護(hù)。第四步砼達(dá)到保養(yǎng)期后，在每組工字鋼的中間打入Ф26mm，8m長(zhǎng)錨索，用錨索和托盤(pán)把工字鋼拉緊，相應(yīng)減小工字鋼的跨度,同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

2.3 支護(hù)參數(shù)選擇

1）頂、幫采用Ф20mm，長(zhǎng)2400mm等強(qiáng)全螺紋錨桿，錨桿間排距600mm×600mm，全長(zhǎng)錨固，使用自加工加力扳手緊固錨桿螺母。第一次主動(dòng)支護(hù)。2）29#U型鋼支架：下凈寬5200mm,凈中高3700mm，搭接長(zhǎng)度400mm，卡纜間距150mm，三副卡纜。對(duì)棚中心距400mm，對(duì)棚凈空長(zhǎng)度5200mm。3）工字鋼梁：11＃號(hào)工字鋼加工，長(zhǎng)度6400mm，對(duì)梁布置，梁間中心距200mm，組間距800mm。4）鋼筋網(wǎng)：使用Ф6.5mm鋼筋加工的鋼筋網(wǎng)，尺寸為長(zhǎng)度×寬＝2000×1000mm，網(wǎng)格100×100mm，作為鋪設(shè)席子澆鑄砼的骨架。5）席子：在鋼筋網(wǎng)上鋪設(shè)竹席，竹席為長(zhǎng)×寬＝2000×1000mm，厚度3mm。6）砼：厚度300mm（超高寬部分全部充嚴(yán)實(shí)），強(qiáng)度C20，用噴漿機(jī)作為送料設(shè)備進(jìn)行充填，確保頂板與砼密切接觸，第二次主動(dòng)支護(hù)。7）補(bǔ)強(qiáng)錨索：在砼達(dá)到保養(yǎng)期后，用Ф26mm，長(zhǎng)度8m的錨索布置在對(duì)梁中間，排距800mm，間距1000mm，使用6只樹(shù)脂錨固劑端頭錨固，并用厚12mm、長(zhǎng)×寬＝350×350mm托盤(pán)托住對(duì)梁，預(yù)緊力30MPa，對(duì)11＃號(hào)工字鋼梁進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，第三次主動(dòng)支護(hù)。

3 施工工藝過(guò)程

刷大頂幫至要求尺寸→打頂、幫錨桿孔，打頂部錨索孔→掛鋼筋網(wǎng)→安裝頂、幫全螺紋等強(qiáng)錨桿及錨索并上緊托盤(pán)→分別架設(shè)29＃金屬U型鋼對(duì)棚兩組→在對(duì)棚上安裝11＃號(hào)工字鋼梁（成對(duì)安裝）→在工字鋼梁上鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)→在鋼筋網(wǎng)上鋪設(shè)竹席→澆鑄砼→砼養(yǎng)護(hù)→在成對(duì)工字鋼梁中間打錨索眼→安裝錨索。

4 支護(hù)效果

采用錨桿＋錨索＋金屬棚＋工字鋼梁＋澆砼＋錨索聯(lián)合支護(hù)體系在+1810運(yùn)輸石門(mén)9號(hào)煤層岔口段支護(hù)中取得了技術(shù)上的突破，給石門(mén)過(guò)“三軟”煤層提供了技術(shù)支撐。1)施工時(shí)的安全。石門(mén)過(guò)“三軟”煤層地段巷道修復(fù),采用聯(lián)合支護(hù)的方式，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)支護(hù),且有利于施工安全。2)有效封堵。采用砼對(duì)岔口頂板進(jìn)行全部充填，防止了漏風(fēng)，大大降低了煤層緩慢氧化的過(guò)程。3)利于回采巷道開(kāi)口?！叭洝泵簩硬砜陬A(yù)留，利于以后回采巷道開(kāi)口。4)岔口穩(wěn)定性?！叭洝泵簩硬砜诼?lián)合支護(hù)，為多種主動(dòng)支護(hù)形式，提高了支護(hù)強(qiáng)度。這種支護(hù)形式已經(jīng)七年，通過(guò)巷道礦壓觀測(cè)，兩幫移近量及頂板下沉量只有10mm左右。

5 經(jīng)濟(jì)效益及安全可靠性

+1810運(yùn)輸石門(mén)過(guò)9號(hào)煤層岔口采用聯(lián)合支護(hù)每米成本9438元，采用29U型鋼可縮支架預(yù)先架設(shè)再拆除，最后再架設(shè)抬棚每米成本7536元。雖然從每米成本看高于聯(lián)合支護(hù)，經(jīng)濟(jì)效益不明顯，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)性分析，原有支護(hù)方式巷道不足兩年就要修復(fù)一次，聯(lián)合支護(hù)如今已經(jīng)七年未曾維修，維修周期已經(jīng)延長(zhǎng)了五年之多，增長(zhǎng)了修復(fù)周期，經(jīng)濟(jì)效益明顯，同時(shí)相應(yīng)降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。