錨網(wǎng)鋼帶聯(lián)合支護(hù)在動壓區(qū)巷道的應(yīng)用

135采煤隊是杏花煤礦主力采煤隊之一，年生產(chǎn)能力50萬t，2002年9月15日，135隊進(jìn)入西采區(qū)中部層30^#層可三采面，該工作面可采儲量9.8萬t，可采期2.5個月，原定接續(xù)工作面為28^#層右五工作面剩余工程量還有1 860m。在現(xiàn)有的條件下，只能按排一個連續(xù)化掘進(jìn)隊和兩個礦車運輸掘進(jìn)隊施工，平均單進(jìn)250m/月，無法保證。所以礦決定135隊采完30^#層右三后接30^#層右四，而接續(xù)工作面的上巷即30^#層右三付巷需在采動壓力區(qū)內(nèi)施工。

1 工程概況

30^#層右三付巷，其上部為2001年11月之前回采的28^#煤層采空區(qū)（見圖1），28^#層煤厚度1.0m，與30^#煤層之間的巖柱厚度為5.6m，30^#煤層厚度3.2m，其間夾數(shù)層頁巖。施工巷道選擇在30^#煤層上部，煤層頂板為巷道頂板，施工巷道底板標(biāo)高－410m～－423m，地面標(biāo)高＋240m，垂直壓力16MPa。

　　

圖1 工程平面示意圖

2 壓力影響

2.1上部采動壓力影響

根據(jù)28^#煤層回采經(jīng)驗，周期壓力顯現(xiàn)明顯，周期來壓步距12m。雖然經(jīng)過10個月的采后穩(wěn)定，采空區(qū)頂板已形成鉸接梁式平衡。但由于受30^#煤層采動影響，頂板平衡被破壞，壓力重新分布。尤其是28^#層右四開切眼附近30m區(qū)域內(nèi)，當(dāng)巷道掘送到此區(qū)域，頂板壓力增大了3～8MPa。

2.2采煤工作面超前壓力及采空區(qū)壓力的影響

受采動影響煤層上方的巖層在回采工作面前方30～40m處就開始斷裂變形，從而出現(xiàn)塊狀咬合結(jié)構(gòu)，這就導(dǎo)致工作面前方壓力急劇增回。當(dāng)巷道掘至距采煤工作面50m時，頂板壓力開始增大。當(dāng)掘至距采煤工作面20～0m時，壓力增大了12～25MPa。

采空區(qū)在經(jīng)歷減壓后，隨著采空區(qū)面積的增大，頂板巖層也重新移動，達(dá)到新的平衡，同時增加圍巖應(yīng)力。30^#層采空區(qū)壓力影響范圍40m左右，巷道壓力增大7MPa。

2.3采動側(cè)向壓力影響

作為同一煤層上、下片盤接續(xù)，側(cè)向壓力是影響較為嚴(yán)重的一個因素。由于工作面回采后，采空區(qū)壓力轉(zhuǎn)移到側(cè)向煤柱，造成煤柱支撐負(fù)荷增加，影響范圍一般在20m左右，嚴(yán)重區(qū)域在10～20m。因此選擇在與30^#層右三巷間留5m煤柱掘送30^#右三付巷。當(dāng)采煤工作面的超前壓力及采空區(qū)壓力過后，右三付巷比右三巷的頂板壓力增大了12MPa左右。

3 支護(hù)參數(shù)設(shè)計

選用Φ16mm圓鋼桿體。頂板錨桿桿體長度1 800mm，RS水泥藥卷端頭錨固，錨固長度600mm。幫錨桿桿體長度1 600mm,錨固長度300mm。兩邊斜錨桿安裝角度45°，頂板錨桿排間距為700mm×700,幫錨桿排間距800mm×700mm。錨桿初錨力不小于35kN，初撐力不小于30kN，錨固力不小于64kN。金屬網(wǎng)采用10^#鍍鋅鐵絲編制而成，網(wǎng)孔40mm×40mm，規(guī)格2600mm×900mm。鋼帶采用Φ12mm鋼筋焊制而成，規(guī)格3 000mm×100mm（見圖2）。

　　

　　圖2 巷道斷面圖

4 錨網(wǎng)鋼帶支護(hù)原理

頂板采用錨桿加鋼帶支護(hù)，在錨桿初錨力及鋼帶的作用下，頂板巖石形成了一個既具有自穩(wěn)能力又具有支撐能力的“鋼性”承載體，即組合梁，兩幫形成支承點。頂板壓力通過組合梁，傳遞到巷道兩側(cè)縱深處。兩幫采用錨桿加金屬網(wǎng)支護(hù)，金屬網(wǎng)可兜住錨桿之間的煤體，同時將所有的幫錨桿連成整體，增強(qiáng)了巷壁抗側(cè)壓能力。

為了減小巷道頂?shù)装逡平浚訌?qiáng)煤壁的支撐能力，靠巷道上幫打一排間距為1.0m的Φ20mm以上的大徑坑木。同時，為了減輕采煤工作面超前壓力對右三副巷與右三巷間煤柱的影響，采煤工作面下巷的超前支護(hù)，由原來的20m，加長至50m，初撐力由原來的50kN，增大至60kN，間距由原來的1.2m,減小到0.8m。

5 施工工藝

該巷道作為采煤上巷，按通風(fēng)、運輸及行人等要求，使用斷面不小于4.2²。考慮到受各種壓力較大，施工后圍巖會有較大的位移量，所以確定巷道凈斷面6.25²。

為了保證頂板巖層及兩幫煤體的完整性，最大限度地減小對它的震動破壞，周邊眼間距控制在300mm以下，裝藥量不超過75g。支護(hù)必須及時到位，最大空頂距不超過700mm，最大空幫距不超過2 000mm。同時錨桿的初錨力必須達(dá)到35kN，初撐力必須達(dá)到30kN，上幫木柱不滯后耙裝機(jī)。

6 效益

在動壓區(qū)施工巷道410m，完成了采煤隊的正常接續(xù)，避免了135采煤隊停產(chǎn)3個月，多生產(chǎn)原煤12萬t，增加經(jīng)濟(jì)效益420萬元。同時為以后在高應(yīng)力區(qū)內(nèi)掘送巷道提供了經(jīng)驗。從施工及現(xiàn)在的使用情況看，巷道頂?shù)装遄畲笠平窟_(dá)600mm，主要表現(xiàn)在底鼓。兩幫最大移近量為300mm，其中：上幫最大移近量240mm，下幫最大移近量60mm，在采煤工作面推過30d后逐漸穩(wěn)定。由于該巷道是留底煤施工，底鼓后，拉煤底比較容易，施工中隨時可以處理，不會影響通風(fēng)、運輸、行人及正常生產(chǎn)。

所以，無論在何種地質(zhì)條件下掘送巷道，只在選擇合理的支護(hù)參數(shù)，采取可靠的施工工藝，都能有效地控制巷道圍巖，滿足安全生產(chǎn)的需要。