综采切眼大断面一次成巷支护技术与应用 -全讯官网

摘 要：切眼大断面一次成巷支护技术，本文总结了大断面成巷掘进工艺及顶板支护技术的先进做法及成功经验。

　　平煤集团天力公司吴寨矿于 2009 年采煤工作面正式上综采设备。根据设备配套要求：切眼支护、安装和输送机、采煤机铺设的顺序，从而使采面的切眼断面达到：宽 × 高＝5400×2400mm 的要求。断面一次成巷关键是板控制顶板技术和掘进工艺。

一、工作面概况

  　 综采面位于西翼己—采区己 15 煤层，走向长1000m，工作面倾斜长198m,煤厚在1.8～2.0m，平均煤厚1.9m煤层倾角 6°～ 10°，平均倾角 8°。伪顶为 100-300mm 厚的页岩，直接顶为沙质泥岩，其坚固性系数 3-4，岩层层理节理间隙发育，易片状剥落，直接顶上部有 2m 厚的砂岩，坚固系数为 4-5，底板为泥岩，单向抗压强系数为 15.3n ／pa。巷道围岩分类为ⅳ类，属不稳定围岩。

二、切眼施工工艺

1、掘进工艺

　　根据切眼断面的设计和顶底板岩性采用一次成巷技术。采用 ebz-160 型掘进机及配套设备施工，使用 ebz-160 型掘进机来完成割煤和装煤。采用木点柱进行临时支护，永久支护工序，掘进机转载出煤。具体为，每次掘进前司机操纵掘进机调整到巷道前进方向的中间位置，按照由右向左，由上向下的顺序割煤，达到设计断面要求。所破落岩（煤）经刮板输送机转载，掘进机搭胶带输送机运输，至运输大巷处的带式运送机上。掘进机切割一个循环后，停机将切割头落地，进行临时支护，最大掘进距为 1.5m. 临时支护采用前探梁两根，用长达不小于 3.6m 的轻轨，用三道专用卡子固定在顶梁锚杆上，最后用锚杆机开始永久支护工作。顶锚杆紧跟迎头两帮锚杆滞后不超过 10m，锚索永久支护滞后工作面两头不得超过 20m. 若顶板破碎锚索不准滞后，按规定紧跟迎头。

2、顶板控制

（1）支护形式

　　采用“锚网 锚索 钢筋托梁 金属网 单体柱”联合支护，支护材料为顶板采用￠20×2000mm左旋无纵筋树脂锚杆6根，两带采用￠ 18×2000mm 玻璃钢锚杆，顶板锚杆两侧巷帮顶锚杆距离为 700mm, 安设角度向外与垂直方向成 20°角。去其余与顶板垂直布置，采用钢筋托梁和托板固定，外托盘为拱形，其规格为：120mm×120mm×8mm。每孔装三卷锚固剂铺单层 8# 冷拔丝经纬金属网，网规格为：5400mm×900mm，网格：40mm×40mm，网搭接为 100mm，锚网梁采用￠ 18mm 的螺纹钢宽 50mm 长 5400mm. 单体液压支柱间距为：2000×1000mm。锚索为￠ 15.4×（1×7）钢绞线长 6200mm，理论破断力 260kn，采用矩形布置，布置方式为三、三式，一排 3 根，间排距为 1.4×1.4m。每隔两排打 3 根锚索，施工期间达到布置锚索条件后，及时锚索，滞后不超过 20m，锚固方式为端头锚固，锚固剂型号为 k2335 全部采用快速。锚长度为

1800mm, 预紧力为 10t, 锚固力为 20t，如图 1 所示：

（2）支护机理

　　机掘大断面成巷后，采用锚杆锚索进行支护顶板短时暴露尚未下沉或未出现离层时就及时安装上锚杆进行悬吊，挤压加固，保持了浅部顶板的完整性及稳定性。锚索支护弥补了锚杆长度的不足，预应力大，承载能力强，

其实质就是把锚索深入到深部稳定岩石中，对被加固的岩体预先施加应力，限制岩体的松动变形，从而保持围岩稳定。当锚杆支护形成的压缩圈厚度小于松动圈厚度时，锚杆支护的悬吊作用减弱，顶板岩离层脱落。再采用预应力锚索补强加固，锚索长度变大，预应力高，快速承载能力强，形成压缩圈厚度大，在较大预应力的作用下，把上部稳定岩层和下部形成的岩层再组合在一起。每根锚索周围形成的压缩区域彼此重叠在复合顶板中形成一个厚度更大的均匀连续压缩带各岩层互相挤压，层面摩擦大大增强，是复合顶板形成拱梁，从而有效地提高了顶板的整体性，加强了顶板的自承能力。

三、结论

   1、在综采面切眼大断面一次成巷掘进工艺过程中，采用掘进机切割一次成巷。利用锚杆锚索联合支护形式有效的控制了顶板下沉变形，满足支护强度要求，又能保证安装设备时不受支护影响，切眼大断面一次成巷支护技术，掘进速度快，保证采区采掘接替正常。

   2、从采面切眼施工来看，从巷道开掘到设备安装 3 个月的时间内，巷道顶板没有出现下沉和冒顶事故。由此证明 ,采用“锚网 锚索 钢筋托梁 金属网 单体柱”联合支护形式规格、参数均能满足。现有顶板管理要求这种支护技术是非常成熟有效的，值得全面地推广。