大断面综采工作面开切眼锚杆支护技术

大断面综采工作面开切眼锚杆支护技术
随着采煤技术和设备的不断升级，曹村矿开采深度的加大 , 2#煤实行了一次采全高综采技术 , 由于设备尺寸的加大，要求开切眼断面也必须增加，支护难度显著增加。

从曹村矿来看 , 以往在三采区 9 、 1 0#煤合并开采中 , 顶板为坚硬稳定的 K2 灰岩 ,开切眼支护不是突出问题 , 但进入 2# 煤开采时 , 由高档变为综采 ,开采深度由+350 水平至 +220 水年平, 切眼大断面支护
技术既是难点、又是重点 , 针对这一难题 ,曹村矿同与太原理工大学合作 , 在 2-1025 综采工作面开切眼大断面施工中探索采用了锚网梁索支护技术 ,并取得了成功经验。

1 、开切眼布置及地质条件
1.1布置方式：2-1025面开切眼沿 2#煤顶板布置 , 沿煤层倾向送巷。

该面西邻 2- 1023 工作面已采 , 南邻 2-1027 工作（面未），煤柱留设 70米。

根据设备配套安装尺寸要求 , 设计开采眼为矩形 , 净宽 5.5 米 , 净高
3.0 米 , 端头架、端尾架硐室尺寸为 3 × 3 米 ( 长×宽)，高度3.0 米。

1.2 地质条件：2# 煤为复杂结构煤层 , 含三层夹石 ,其中第第二层夹石厚度变化比较大 (0.1-0.3m, 平均 0.2m) 。

2# 煤层厚3.47~ 3.75m,. 平均
厚 3.6m, 煤层倾角 6 ~8° , 煤体平均单轴抗压强度为9.15MPa。

直接顶为灰黑色泥岩 , 节理发育 , 较破碎 , 其上部为灰色泥岩 ( 或砂质泥岩) 总厚度 6.28m,单项抗压强度为 13.2MPa, 老顶为 K8 砂岩 , 厚层块状 ,
坚硬 , 均厚8m, 抗压强度为 64MPa 。

2# 煤底板为黑色泥岩 , 细水平层理，厚4m,抗压强度为 15.3MPa 。

2、支护方案
采用数值计算进行多方案比较 , 得出锚杆支护初步设计 , 采用树脂全锚锚杆、金属网 , 钢筋梁组合支护系统 ,并配铺索补强支护。

2.1 顶极支护：采用 2.5m长左旋螺纹钢锚杆与
3.0m 和2.6m长钢筋梁 ( 横梁 ) 支护 , 纵向梁采用 1.8m 梁井型联锁 ,并铺设 3m×0.9m 的菱形金属网。

树脂全长锚固 ,锚杆间距750~800mm，排距900mm。

锚索采用 15.24mm, 长度 8500mm, 铺索间距1.5 m , 排距3m( 三排 ), 并用一米长 16# 槽钢及￠130×8mm 双垫片作为托板联接。

2.2 巷帮支护：①采空区侧采用锚网梁支护 , 采用1.8m 长普通端锚，2.0m
长钢筋梁及金属网。

②
口交AN lang=EN-US style="COLOR: black; FONT-FAMILY: ˎ,Verdana,Arial; mso-bidi-font-size: 10.5pt; mso-font-kerning: 0pt; mso-bidi-font-family: 宋体"> , 锚网梁支护同开切眼 , 锚索间排距1.5×1.5m,槽钢选用 18#, 其它材料参数同开切眼。

3 、施工工艺
采用二次成巷 , 先按 3m 宽掘进 , 贯通后刷扩工作面煤壁侧。

掘进时激光指向定位布置锚杆及锚索孔 , 锚索距掌子面不大于规定距离
l.5m, 做到及时支护 ,有于煤帮局部松软 ,预留保护性爆破 , 风镐刷帮技术 ,尽最大限度保持围岩的整体稳定性。

4 、矿压监测
①顶板离层：在一次掘进时每30米巷中顶部安装一组顶板离层仪和液压枕监测，经观测基本无变化。

②表面位移：在切眼中部一个十字点监测 , 每两天观测一次。

③锚杆锚固力测试：由生产科矿压组按规定不小于 5% 的抽查，每三天进行一次对锚杆锚固力进行拉拔试验，顶锚杆拉至100KN可停止拉拔，帮锚杆拉至40KN可停止拉拔。

④锚杆初锚力：抽查不小于30%，迎头15m范围，顶20Nm为合格，帮部90Nm为合格。

大断面综采工作面开切眼锚杆支护效果分析
①切眼刷扩达到设计断面后，顶板、煤体稳定、顶板最大离层总量（一个月后）不大于30mm，两帮位移量为30mm，均处于稳定状态。

②、支护强度的增加和及时支护，保证了顶帮的整体强度，实行预留保护性爆破，保持了围岩自身承载能力，从而为快速安装、安全安装、改善了安全生产环境。

③、采用了锚网梁组合支护有效控制了大断面及交岔点围岩变形，保证了安全作业状态，为矿井今后大断面掘进交岔点施工提供范例。