山西汾西礦業(yè)集團(tuán)大斷面綜采切眼支護(hù)技術(shù)
汾西礦業(yè)集團(tuán)公司的煤系地層巖石多為泥巖、泥質(zhì)頁(yè)巖、砂巖、高嶺土泥巖，層理、節(jié)理較發(fā)育，有的受水理作用大，陷落柱及小型斷層為井田主要構(gòu)造形式。近距離煤層開(kāi)采受采動(dòng)影響大，新建礦井多為復(fù)合頂板，屬典型的軟巖礦區(qū)。經(jīng)過(guò)不斷探索，汾西礦業(yè)集團(tuán)公司在軟巖礦區(qū)由煤巷小斷面錨桿支護(hù)技術(shù)發(fā)展到綜采切眼大斷面錨桿支護(hù)技術(shù)。2003年煤巷錨桿支護(hù)巷道占總進(jìn)尺的52.46%，綜采切眼錨支率達(dá)到100%。
1 傳統(tǒng)的綜采切眼掘進(jìn)支護(hù)方法
傳統(tǒng)的綜采切眼采用梯形斷面，支護(hù)方式為木棚支護(hù)，棚梁中部加打兩根金屬支柱加強(qiáng)支護(hù)，棚距一般為0.6～0.8m，該支護(hù)方式掘進(jìn)速度慢，材料消耗大，配置人員多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，人工費(fèi)用高。架設(shè)大抬棚的笨重作業(yè)，具有一定的危險(xiǎn)性。且傳統(tǒng)的切眼支護(hù)方式制約安裝工作，作業(yè)人員有效利用空間小，作業(yè)安全性不高，在切眼內(nèi)進(jìn)行“替柱、回柱”和回“大梁、柱腿”等支架設(shè)備安裝時(shí)，存在較大的安全隱患。這種支護(hù)方式不能對(duì)頂板及周圍的煤體進(jìn)行早期管理，不能有效抑制頂板離層和冒頂現(xiàn)象的發(fā)生。
2 綜采切眼錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法
針對(duì)圍巖具有復(fù)雜、多樣的特點(diǎn)，與科研院所合作，采用了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和地質(zhì)力學(xué)評(píng)估、初始設(shè)計(jì)、井下監(jiān)測(cè)和信息反饋、修正設(shè)計(jì)和日常監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)信息設(shè)計(jì)方法。
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查內(nèi)容包括圍巖強(qiáng)度、圍巖結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力及錨固性能測(cè)試等。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行地質(zhì)力學(xué)評(píng)估和圍巖分類，為初始設(shè)計(jì)提供可靠的參數(shù)。初始設(shè)計(jì)采用數(shù)值計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行，根據(jù)圍巖參數(shù)和已有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定出比較合理的初始設(shè)計(jì)。將初始設(shè)計(jì)實(shí)施于井下，并進(jìn)行詳細(xì)的圍巖位移和錨桿受力監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證或修正初始設(shè)計(jì)。正常施工后還要進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)，以保證巷道安全。
3 雙柳礦208綜采工作面切眼錨桿支護(hù)實(shí)例
3.1 工作面切眼的基本情況
開(kāi)采山西組3#、4#合并煤層，厚度3.41m，煤層傾角2～4°，直接頂為泥巖，厚度為1.26m，極易破碎，其上為1.03m的粉砂巖，節(jié)理發(fā)育，之上為1.91m的泥巖，較破碎，再上為0.28m的一層煤線，再上為2.38m的泥頁(yè)巖，非常破碎，之上是10.04m的砂巖；老底為K3砂巖，厚度為9.0m。208工作面主體構(gòu)造為一單斜構(gòu)造，次生小向、背斜，構(gòu)造極為簡(jiǎn)單，工作面地層走向N0°，傾向約N270°，傾角3～4°。最大水平主應(yīng)力為6.31MPa，最小水平主應(yīng)力為3.76MPa；最大水平主應(yīng)力方向北偏西48.7°。巷道垂直主應(yīng)力9.06MPa。巷道斷面呈矩形，寬6m，高2.8m，掘進(jìn)斷面積為16.82m２。采用綜掘機(jī)掘進(jìn)一次成巷。
3.2 巷道支護(hù)
巷道采用樹(shù)脂端錨錨固錨桿組合支護(hù)系統(tǒng)，并進(jìn)行錨索補(bǔ)強(qiáng)和單體液壓支柱加強(qiáng)支護(hù)。
(1)頂板支護(hù)。永久支護(hù)形式：端錨錨桿規(guī)格號(hào)為16mm×1800mm，間排距800mm，矩形布置；錨索規(guī)格15.24mm×6400mm,配套使用一支K2355、一支Z2355型樹(shù)脂錨固劑及4m長(zhǎng)槽鋼托梁，排內(nèi)每?jī)筛^索配合槽鋼托梁結(jié)合成一個(gè)支護(hù)整體。槽鋼橫向布置，在巷道中心線兩側(cè)左右對(duì)稱支護(hù)，托梁間距為2.4m，錨索間距為2.4m。頂錨桿為每排8根。錨索滯后工作面距離不大于2.4m。
(2)加強(qiáng)支護(hù)。采用π型鋼棚加強(qiáng)支護(hù)，梁長(zhǎng)3.6m，棚腿采用DZ-35型單體液壓支柱，棚距1.6m，π型鋼棚垂直巷中心線左右對(duì)稱布置，π型鋼棚下單體支柱距巷中心線為左右各1.5m。架π型鋼棚滯后工作面不超過(guò)10m。
(3)巷幫支護(hù)。右?guī)筒捎缅^桿一網(wǎng)一木托板進(jìn)行支護(hù)，幫錨桿規(guī)格為16mm×1600mm，間距900mm，排距800mm，矩形布置。左幫采用貼幫戴帽點(diǎn)柱進(jìn)行支護(hù)，支柱采用DZ-35單體液壓支柱，柱帽采用木托板，戴帽點(diǎn)柱間距1m，并用構(gòu)木盤(pán)幫。
