锚网、锚索、喷浆联合支护在松软煤层巷道掘进中的应用

巷道掘进中的应用陈全斌（甘肃靖远煤电股份有限公司大水头煤矿，甘肃白银730913）摘要：锚网、锚索、喷浆联合支护技术的运用，改变了大水头煤矿煤巷掘进原始的工字钢棚支护手段，转变了人们对 煤层掘进巷道的支护认识,增强了松软煤层巷道掘进期间的支护强度，提高了煤体巷道的坚固性，规范了正规循环施 工工艺，实现了巷道掘进一次成巷，加快了巷道掘进速度，提高个人工效，同时降低了巷道掘进支护的消耗费用，减少

了成巷的收敛变形量，大大降低了期维修量,杜绝了煤层掘进巷道

，为大水头煤矿松软煤层巷道掘进提供了全面的技术保障。关键词：锚网、锚索、喷浆联合支护；松软煤层；挤压加固拱 中图分类号:TD353大水头煤矿开采的一层煤普氏系数f!0.7，为 进断面11.56m2,开切眼设计为三心拱断面，掘进断 面17.88m2。根据地质资料显示，工作面范围内煤层

松软煤层。随着矿井开采深度不断增加，开采度

不断增大，回采巷道的收 增大，每厚度平均在14.88m左右，主要顶板为炭质泥岩，直 接底板以粉砂岩和砂质泥岩为主％经取样测试，煤 体单向抗压强度4MPa,普氏系数f=0.63。当一个回采面临近末采阶段时，巷道的收敛变形量

将达到1.5m，造成通风困难，人员行走困难，端头端 尾移架困难；开拓巷道的大度变形导致系统运输， 矿 体 增 大 ， 矿 的2锚网、锚索、喷浆联合支护机理挤压加固拱理论认为受压体即使被破坏，但在

。随着集团公司与河北邢台科研所

“锚网支护技术的研究与合作”活动的开展，大水头

受挤压状态下仍有承载能力％锚杆支护作为煤体内 受压形成压缩带的主要手段，这个压力加固拱起到

煤矿掘进巷道采用了锚网、锚索、喷浆联支护方 式进行施工。随着锚网、锚索、喷浆联合支护技术在矿井中

的推广应用，工人也逐渐对锚杆、锚索的施工、安装、

载荷作用。在支护初期，锚杆仅仅从“悬吊理论”上 运用，使巷道顶部松软体不致产生离层和冒落％在

支护 期，由于应力的作用，煤体被各个锚杆组成

的 挤 压 加 固 拱 原 经 喷 浆 以 强 ， 这

检验等工艺有了熟练的掌握，使锚网、锚索、喷浆联 合支护技术在大水头煤矿一层煤掘进过程中得到很 好的应用，实践证明，在大水头煤矿一层煤掘进过程

中，

样， 锚 用 下 成 厚的挤压加固拱，从而起到支护作用，这样锚杆即使在松软煤层 中仍然能够起到支护的用。一层煤巷道掘进过程

掘进工效、巷道支护质量、巷道成型控制、安全管理、后期维修等方面取得了良好的效果。中，通过锚杆与顶板（煤层）联合支护，依靠锚杆挤 压加固与悬吊原理，将煤体进行有效加固，又通过

1工程概况大水头煤矿东一采区106综放工作面布置有

金属网、喷浆等手段使巷道形成了一个具有自承力 的拱形压缩带，使巷道周围的煤体成为一个整体，

运输顺槽、回风顺槽、顶板瓦斯抽放巷和开切眼共 使其能承受自 能承受围岩的压力％同时使用四条巷道，其中运输顺槽设计为半圆拱断面，掘进 断面14.06m2，回风顺槽巷计为半圆拱断面，掘进断 面12.68m2，顶板瓦斯抽放巷设计为半圆拱断面，掘

属网、喷射混凝土可以防止顶帮掉砰、片帮现象，施 工锚索增加支护强度， 加大了煤体的 体支 能

（如图1所示）。88甘肃科技第35卷3锚杆支护主要技术参数根据一层煤特征及近年来我矿煤体巷道支护 经验，经多次对使用锚杆的情况进行了讨论、研究，

最后经过试验选取了抗拉强度较大的左旋无纵径 螺纹钢锚杆。锚杆长度、间距、直径的确定如下：3.1按加固拱原理计算1 )锚杆长度① 顶锚杆长度L=N(1.1+W/10)=1.5(1.1+4.5/10)=2.325(m)式中：N—顶部围岩影响系数;据设计手册取1.5W——巷道掘宽(m)② 帮锚杆长度L=N(1.1+W/10)=1.2(1.1+4.5/10)=1.86(m)式中：N—帮部围岩影响系数;据设计手册取1.2(2) 锚杆间距M!0.5L!0.5x1.86=0.93(m)(3) 锚杆直径d=L/110=1.86/110=0.0169=16.9(mm)3.2按悬吊理论计算1 ) 锚杆长L=KH+L2+T2=2.0x 1.0+0.3+0.1=2.4(m)式中：K——安全系数,一般取2.0；H— 道周围

的厚度，根据实测取1.0m；L2—锚杆锚 定煤层的深度，一取\"0.3m；T2-----锚杆外露长度，有托板时一般取！0.1m。2)锚杆间距式中：Q—锚杆设计锚固力⑴；r——煤的容重(t/m3)。根据以上计算，

我矿近几年锚网支护的经验数据， 巷道支护的

，锚杆的长间 距确定如下：顶锚杆 选用长 2600mm， 直径

22mm的高强度左旋螺纹钢锚杆；帮锚杆选用长度

2600mm、直径22mm的高强度左旋螺纹钢锚杆。锚 杆间、排距取700mmx800mm。所有参数均在计算值 围， 要。回风顺槽顶锚杆选用长度2600mm,直径22mm 的高强度左旋螺纹钢锚杆；两帮锚杆选用长度

2600mm，直径22mm的高强度左旋螺纹钢锚杆，锚

杆间、排距取700mmx800mm。所有参数均在计 :围 ， 要 。顶板

巷顶锚杆选用长 2600mm， 直径22mm的高强度左旋螺纹钢锚杆；两帮锚杆选用

长度2600mm，直径22mm的高强 左旋螺纹钢锚 杆，锚杆间、 距取 700mmx800mm。 有 数 计

围内，符合要求。顶锚杆选用长度 2600mm， 直径 22mm

的高强度左旋螺纹钢锚杆；两帮锚杆选用长度

2600mm，直径22mm的高强度左旋螺纹钢锚杆，锚

杆间、 距取 700mmx700mm。 有 数 计围 ， 要 。为了提高巷道的支护能力，运输顺槽、回风顺槽

巷道掘进 巷顶 中 锚杆 一根#17.8x7000mm的锚索以加固支护，开切眼每四排 锚杆在巷顶正中及两拱部同时

一根#17.8x7000mm 的锚 以 ， 顶板

巷 顶板掘进， 根据顶板情况 定锚

数。4施工工艺4.1掘进方式用 掘进， 根据设计 巷道后，使用EBZ-160综掘 巷道轮廓线割

煤，以 巷道 设计 ， 巷道 围煤体的

力的

。4.2工艺流程接班(开工准备)#设备试运转#画轮廓线#割

煤、煤#敲帮 #临时支护#标定锚杆#打# 卷#锚杆# #套托板#紧螺母#联网#喷浆#文明生产(从打眼到喷浆为永久支护)。 4.3支护工序根据一层煤煤体松软、粘结性较弱的特点，割煤

第16期陈全斌:锚网、锚索、喷浆联合支护在松软煤层巷道掘进中的应用89时预留距离巷道轮廓线约100mm的煤体，割煤结束 后由人工挖掘括刷巷道至设计尺寸后，然后坚持 “挖一打一注一挂一紧一”原则及时打锚杆挂网进

行支护。先打巷顶两根锚杆并挂网预紧做为临时支 护，然后标定锚杆眼位后由顶向两拱再两帮打注锚 杆挂网，挂网后及时喷浆封闭，砂浆配合比为水泥：

沙子=1：2.5,速凝剂为3%,喷浆厚度为40mm。5关键技术在不断探索和创新中总结出“三高、三小、三及

时、一 、一 ”关键技术，并 ：1( (高强度无纵筋左旋螺纹、高锚力、高预紧力)。(1(

度无纵筋左旋螺纹钢。目前，煤矿全部①22mm 度无纵筋左旋螺纹钢，于缩径、滚丝加工锚杆丝扣，实现了锚杆的高强度、等 强度和大延伸率。顶锚杆 配合使用和

，速 螺， 螺母的端盖破坏扭矩必须达到135~165N・m。(2( 锚力。煤 锚 亍卷有S2360、Z2360、S2860、Z2860 四种，顶锚杆用 S2360

和Z2360各一节配合使用，帮锚杆使用一节Z2860S2360 和 Z2360 配合 ，锚固$(3)高预紧力。按照新奥法(ATM)的基本思想 和 原则 ， 煤 体 在 挖

， 度持 原 度 ， 煤体 ，

煤体 ， 巷道

的 度 支护并 锚网喷支护紧 合在一 ，

体 支护 结 ， 在顶锚杆用锚杆钻机初次预紧，预紧力达270N.M后，

立即再用风动扳手二次紧， 顶锚杆预紧力均达到 450N.M。2)三小(头、小孔径、小树脂药卷)。煤巷锚 杆钻眼使用配套钻头有①28mm和①32mm两种，钻 杆直径为①28mm,岩巷锚杆眼钻头为①32mm,脂 药卷直径为 ①23mm和 ①28mm，差值为5~9mm，而

技术要求钻孔直径和锚杆直径的差值在4~10mm之

间，“三径”匹配合理，满足技术要求$3( 及 时 ( 及 时 支 护 、 及 时 预 紧 、 及 时 喷 浆 封

闭)。结合

的性 结出一套顶锚杆速安方法，按以下方法操作：用MTQ-130型锚杆钻

机将套装好的锚杆高压推(边推边转动，托板离顶10~15cm时快速旋转5~10s使药卷搅拌均匀(托板 接顶后立即停止转动(等待30~60s使药卷最顶端快 速凝固部分 凝(，转动风马并加以人工摆

动初次预紧达270N.M，这样的锚杆快速安装比普通 安装速度提高一倍$当煤层较软时，规定在煤体

暴露第一时间，

的速度施工巷道顶部1~3根顶锚杆，快速安装一次到位，再施工其它顶、拱、帮锚

杆；当煤层较硬，机掘有700~800mm的控顶距时，使 用锚网梁，实现掘锚一体化。帮锚杆施工按照“ &二、一”要求，即施工下一网之前，工作面向后三网每

网锚杆最多允许滞后三根、两根& 一根，以做到及 时支护；煤质变软、人工挖掘施工等特殊情况下实行

帮锚杆“二、一”制度，即工作面向后两网帮锚杆只允

许滞后两根、一根$锚网支护巷道实行及时支护和 及时预紧技术， 煤体松动圈，煤体内力趋于原始状态，

提高了锚网支护巷道的稳定性。同时根据煤体松软情况在最短时间内喷浆封

闭，有效防护煤体垮落，又使得浆体、金属网和锚杆 托板一个体的 体，增 锚网支护巷道

的坚 性$4( 一 (锚索 ($ 为 增 巷道锚网支护质量，根据巷道掘进情况在巷顶

及两拱部施工①17.8\"7000mm的锚索以加固支护，在遇沿空掘巷

和开拓巷道掘进时，在巷顶正中、两拱部及两帮同时

各打注一根①17.8\"7000mm的锚索以加固支护，取

好的

$5( 一 (

力 ($ 煤 层量高，煤层顶板为复合顶板，破碎难以控制，掘进

过程中煤爆声大，瞬间应力显现明显，锚杆、锚索

易破坏的情况下，通过优化支护参数， 锚杆托

板、锚索托梁 性材料的让压措施，在复合顶板条件下应力显现明显的锚网支护中取得了良好 支护 $ 技 术 在

面 顶 板

巷的施工中效果明显，彻底解决了我矿复合顶板支 护 难 的 $ 同 时 在 不 规 则 托 板 后

带，一方面防止不规则铁托板割破金属网，另一方 面 一定 、 作 $6锚网、锚索、喷浆合支护与工字钢

棚支护比较1 ( 锚网 、 锚索、 喷浆 合支护在割煤后 及时 打锚杆进行支护 ， 巷道 煤体的

， 属90甘肃科技强支护，避免离层造成冒顶事故。第35卷于主动支护。工字钢棚支护在割煤后还需要掏柱 窝、大量的

，顶板较长时间内处于空，极易垮落， &钢棚8结论综上所述，锚网、锚索、喷浆联合支护技术在一

架设好 待煤体受压垮落才可起到支撑 用，属于

被动支护。中成 的 用， 的掘进巷道的2) 煤体特松软时，锚网、锚索、喷浆联合支护可以小范围进行 ，逐渐扩掘到巷道设计断面，便 于巷道施工，而

必须一次将巷道 掘，

，增强了巷道掘进期间的 道的 固 ， 范

强度，提高了巷艺，

巷到设计断面，否则无法完成掘进序，这样会导致

道掘进一次成巷， 加快 巷道掘进速度， 高个

巷道片帮冒，存在很的安全隐患#效， 成巷的

低 巷道掘进 的消耗费用，3) 锚网、锚索、喷浆联合

体积，便

个体材料重量轻、， 低 ，为

，松软搬，安装简单， 劳动强度掘进巷道

小。 个体材料重量大，搬运困难，架棚层巷道掘进提供了全面的技 #需多人配合操，工人劳动强度#参考文献：序简易，通过锚

[1]

东兆星，吴士良.井巷工程#M].徐州：中国矿业大学出版 社 %2006.4) 锚网、锚索、喷浆联合

杆加固周围 体，利用煤体挤压支撑巷道，安全可

靠，掘进速度快，工艺先进，费用消耗低，锚网、锚

[2] [3]

鹿守敏.井巷工程简明教程[M].徐州：中国矿业大学出版

索、喷浆联合 费用消耗为1666.25元/m，工社,1992.董方庭，姚玉煌等.井巷设计与施工[M].徐州：中国矿业

费用消耗为2153.84元/m。大学出版社,1994.7存在问题此技术在一层煤中应用必须重视施工过程中 的工程质量验收，保证锚杆锚固的可靠性，及时预 紧并要达到预

，以减少围岩松动和片帮的发[4] [5]

翁家杰.井巷特殊施工[M].北京:煤炭工业出版社,1991.中国矿业大学.井巷

社,1991..第3版[M].北京:煤炭工业出[6] [7] [8]

陕西煤矿学校.井巷工程[M].北京:煤炭工业出版社,1983.刘会文.井巷工程[M].: 董方庭，姚玉煌，

社,1991.生，最大限度的发挥围岩自承能力#如遇巷道 ：

.《井巷设计与施工》[M].徐州：中国2.6m左右厚时，锚杆刚好

果不会太明显，

，挤压作用效学 社,1986.成体与 ，[9] 巩复翔，龙占海.井巷工程基础知识[M].徐州：中国矿业大

学出版社,1990.小锚杆间排距，并及时打注!17.8x7000mm锚索加

(上接第144页)[3]

高文娟，陈碧华,赵立宇.社区“三色阶梯”长处方管理模

[8] ,

1268-1271.生.医 心血管内科 用药 心病医药，2017,39(8)：式的探索与效果研究[J].中国全科医学2016,19(7):757-761.预 用 查 [J].

[4] 王祥荣，邱斌，沈继明.阿托伐他汀联合阿司匹林可有效

预防2型糖尿病继发心血管疾病[J].基因组学与应用生

[9] [10]

董小萍.心内科五类抗高血压药物的临床应用[J].中国生物学,2017,36(3):1199-1203.药物杂志,2017,37(8):285 -286.[5] [6] [7]

王敏.阿托伐他汀钙序贯疗法联合阿司匹林治疗心血管 疾病临床观察[J].中国药业,2017, 26(4)：44-46.,赵 , , .医 用药 中心药师在心血管内科合理用药中的作用研究[J].中国药业,

, ,王 , . 2010 全国 病病区 高血的用药查[J].临床合2017,26(4)：67-71.[11]

, 学,

病情况调查山中华地方病学杂志,2016,35(4291-295., .心血管内科临床药 药姜淑华.心血管内科诊

理用药杂志, 2016, 9(11)：69-70.学服务的切入点分析[J].临床药物治疗杂志,2017, 15(10)：45-49.