徐興思

（大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司云岡礦，山西大同 037003）

1 支護(hù)方案設(shè)計

以戊一22070工作面為例進(jìn)行分析，戊一22070工作面位于六礦采取東翼下部，開采煤層是戊8煤層，煤層厚度是0.5～2.8 m，走向是115～126，傾向是25～36，傾斜角是8°～12°，傾斜長是160 m，走向長700 m，煤礦可開采量達(dá)到33.6萬t。直接頂是粉砂巖互層和砂質(zhì)泥巖，厚度是3.6～7.0 m；偽頂是炭質(zhì)泥巖，厚度為0.1～0.6 m，容易掉落；直接底是粉砂巖，厚度是3.2～8.5 m；老頂是灰白色細(xì)砂巖，厚度是1.7～4.3 m；老頂級別為二級，直接頂類別為Ⅱ類，老頂初次壓步距是20 m，周期壓步距是10～15 m，直接頂初次垮落步距是10～15 m。戊一22070工作面是一次采全高，采用設(shè)備包括SZZ一764/160橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、JG3200-1.4／2.6掩護(hù)式液壓支架、4MG一200采煤機(jī)以及SGZ一630／220雙中鏈框架式刮板輸送機(jī)等。原設(shè)計方案和新設(shè)計方案如下。

1.1 原木棚支護(hù)方案設(shè)計

第一，鋪金屬網(wǎng)。采面距離停采線12 m時開始鋪金屬網(wǎng)。金屬網(wǎng)的長是10 m，寬是1.2 m，網(wǎng)孔是40 ram×40 ram。第一次鋪金屬網(wǎng)時，將一根170 m長的鋼絲作為引繩，在擋煤板上展開金屬網(wǎng)，沿著傾斜方向聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)之后，再依次降架，將網(wǎng)和引繩放在支架前梁上，再正常聯(lián)網(wǎng)，一直到停采位置[1]。

第二，鋼絲繩采用25.2 mm或者22.2 mm強(qiáng)度的舊鋼絲繩，每根鋼絲繩長170 m，鋪到第三排網(wǎng)時，再依次上鋼絲繩，將鋼絲繩放在金屬網(wǎng)上，上下拉緊，在鋼絲繩兩端預(yù)留5 m，將其固定在兩巷頂板錨盤上，鋼絲繩的間距是0.6 m，直到停采位置。

第三，做出架空間。出架空間的高為2.0 m，寬為1.8 m，再配置200 mm×180 mm×2 600 mm的方木梁和200 mm×2 000 mm的圓木腿。

1.2 錨桿支護(hù)方案

第一，頂板錨桿。錨桿長度計算公式是：L-L1+B+L2，為了保證安全，可以適當(dāng)延長錨桿長度。式中：L表示錨桿外露長度，取100 mm；L1表示錨桿伸入穩(wěn)定巖層的長度，取400 mm；B表示頂板巖層的松動范圍，經(jīng)計算得出，B為1 500 mm。錨桿。選擇直徑為20 mm的螺紋鋼錨桿，滿足桿尾螺紋鋼是M16，材質(zhì)是A3鋼。極限強(qiáng)度達(dá)到380 MPa，破斷載荷是76.4 kN，屈服強(qiáng)度達(dá)到240 MPa，將樹脂藥包作為錨固。錨桿間排距綜合分析各種因素，并根據(jù)以往經(jīng)驗，確定合理的錨桿間排距，得出間排距是750 mm×700 mm（如圖1），再考核計算各種參數(shù)。頂板巖石重量Q是17.64 kN。安全系數(shù)K計算公式是：Q/q-36/17.6-2.8。其中Q表示錨桿設(shè)計錨固力，取36 kN；q表示每根錨桿承擔(dān)的松動巖石重量；K表示安全系數(shù)。

圖1 錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)示意圖

第二，幫錨桿。由于綜采面收尾中出架空間的使用周期比較短，所以可以選擇直徑為40 mm管縫錨桿為外幫錨桿，其間排距是800 mm×800 mm，長度是1 800 mm。錨桿的錨固力是15 kN，高于煤幫側(cè)壓的14 kN。

第三，鋼絲繩和金屬網(wǎng)。在綜采收尾工藝中，金屬網(wǎng)的作用是托頂、防止破碎頂板冒落；鋼絲繩的作用是托金屬網(wǎng)、防止頂板冒落和金屬網(wǎng)損壞，當(dāng)撤回綜采支架后，安上頂柱，保證其具備通風(fēng)斷面。因此，在綜采收尾工藝中，按照原支護(hù)形式使用鋼絲繩和金屬網(wǎng)[2]。

第四，大抹角支護(hù)工藝。大抹角是綜采工作面支架撤回的轉(zhuǎn)彎通道，大抹角支護(hù)工藝使用錨網(wǎng)和錨桿支護(hù)，錨桿間排距和采面基本支護(hù)一致，但是由于此處斷面比較大，為了保證安全，應(yīng)該在錨網(wǎng)支護(hù)下設(shè)置“一梁兩柱”金屬鋼梁棚子支護(hù)。

2 綜采面收尾回撤方法

采煤設(shè)備回撤順序是：采煤機(jī)組-刮板運輸機(jī)-綜采液壓支架，直到停采線后，將采煤機(jī)停放在上缺口，切斷電源并拆掉負(fù)荷線，再拆采煤機(jī)。在拆采煤機(jī)時，正確起吊支架頂梁和錨桿。使用導(dǎo)鏈，再配合一些輔助工具，將頂梁和錨桿解體，并裝車移送到外面。在拆除采煤機(jī)組時，先解開刮板輸送機(jī)大鏈，切斷電源并拆掉負(fù)荷線，再拆除減速器、溜槽、電機(jī)以及擋煤板。拆除溜槽之后，在綜采工作面上鋪滑道，滑道位于支架和煤幫的中間，再撤離支架拆除滑道，并將其外運。由上可知，綜采支架回撤是綜采面回撤的最后工序，由于存在冒頂工作面，容易造成工作面無風(fēng)、微風(fēng)等問題，因此，需要考慮綜頂板控制問題。

3 施工工藝要求

第一，在做出架空間之前，應(yīng)該將綜采面拉直，將支架調(diào)順，采高適中，保證初撐力達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；第二，通過采煤機(jī)割最后三刀做出架空間，每割半刀停機(jī)，設(shè)置臨時支護(hù)后，打錨桿眼。錨桿施工工藝如下：落煤-推溜-臨時支護(hù)-打錨桿眼-安裝錨桿-鋪網(wǎng)-檢測錨桿質(zhì)量-移動錨桿機(jī)-下一個循環(huán)；第三，幫錨使用煤電鉆打眼，頂板錨桿施工工具使用ZY-24系列的雙級氣腿風(fēng)鉆；第四，在打眼之前，先確定眼位，按照支架定位眼位，每個支架打眼兩行；第五，錨桿安裝工序包括插入錨桿、緊固螺母、攪拌藥卷以及裝錨固劑，保證錨桿構(gòu)件、錨桿孔和藥卷的質(zhì)量，將藥卷攪拌時間控制在30 s以內(nèi)，保證藥卷攪拌的持續(xù)性；第六，將頂距控制在1 200 mm以內(nèi)，在2小時內(nèi)完成錨桿安裝工作，做好臨時支護(hù)；第七，固緊錨桿，加工力矩扳手，及時安裝錨桿，充分發(fā)揮支護(hù)效用。

4 質(zhì)量要求

保證頂錨桿固力不低于45 kN；凈寬誤差控制在150 mm以內(nèi)，當(dāng)末排錨桿與煤壁的距離超過350 mm時，需要補(bǔ)打錨桿；錨桿、托板和施工質(zhì)量桿體固定，不得松動；鋪網(wǎng)，平整鋪網(wǎng)，搭接長度低于100 mm；錨桿和頂板巖面的角度大于80°；將錨桿孔深誤差控制在0～50 mm范圍內(nèi)；將頂板錨桿間排距誤差控制在0～80 mm內(nèi)，將幫錨桿間排距誤差控制在0～20 mm范圍內(nèi)，巖壁和錨桿外端之間的距離是80 mm，誤差不能超過20 mm；幫錨桿錨固力大于15 kN[3]。

5 管理辦法

第一，頂板管理。進(jìn)行錨桿支護(hù)收尾，實時觀測工作面，尤其是壓力異常和頂板破碎部位，設(shè)置錨索支護(hù)，對頂板管理實施有效控制。在拆除綜采支架、進(jìn)行錨桿支護(hù)收尾時，有效避免頂板壓力大、串板收尾出現(xiàn)問題、頂板下沉、采面跨度大、采面冒頂?shù)葐栴}，減少了采面維護(hù)。同時，嚴(yán)格按照操作程序執(zhí)行，不能隨意更改潤滑時間。全面檢查機(jī)械設(shè)備，不能出現(xiàn)輕檢修、重進(jìn)尺的問題。

第二，員工素質(zhì)。加強(qiáng)職工培訓(xùn)，科學(xué)組織勞動。各工序保質(zhì)保量、按時完成，加強(qiáng)各工序的聯(lián)系，堅持正規(guī)循環(huán)作業(yè)；最大限度進(jìn)行多種工種作業(yè)；加強(qiáng)施工管理，實施工種崗位制。在巷道快速掘進(jìn)過程中，掘進(jìn)司機(jī)的專業(yè)技能水平直接影響著巷道掘進(jìn)質(zhì)量和掘進(jìn)速度，對其經(jīng)濟(jì)效益影響較大。機(jī)電工的專業(yè)技能水平是機(jī)械設(shè)備能否穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。因此，需要提高員工的素質(zhì)。主要從以下方面努力：降低職工勞動強(qiáng)度，不斷改善作業(yè)環(huán)境；做到一次成巷，提高工程質(zhì)量；保證斷面輪廓齊整，減少超挖，節(jié)約支護(hù)材料，提高巷道穩(wěn)定性；探索和創(chuàng)新大斷面巖巷快速掘進(jìn)工藝和管理方法，為巷道掘進(jìn)提供可靠的依據(jù)。實施專門培訓(xùn)，提高職工的專業(yè)素質(zhì)。

6 總結(jié)

綜上所述，錨桿支護(hù)技術(shù)在綜采面收尾中的應(yīng)用是錨桿支護(hù)技術(shù)的一次創(chuàng)新，具有重要的應(yīng)用價值。與原木棚支護(hù)工藝相比，錨桿支護(hù)技術(shù)的安全性更高。在綜采工作面收尾期間，頂板易控制，支架斷面間距??；在支架回撤期間，高度高于木棚支護(hù)，避免出現(xiàn)壓死支架現(xiàn)象，有利于提高生產(chǎn)的安全性。總之，采用錨桿支護(hù)技術(shù)，有助于改善支架回撤的作業(yè)環(huán)境和安全狀況。

［1］靳職鵬.煤礦巷道影響錨桿支護(hù)質(zhì)量的因素［J］.科技與企業(yè)，2013，11（19）：187-188.

［2］張道兵，朱川曲，楊小禮，等.基于最大熵原理的多失效模式下煤巷錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)體系可靠度模型［J］.系統(tǒng)工程理論與實踐，2014，34（2）：399-400.

［3］徐前衛(wèi)，朱合華，丁文其，等.軟弱隧道圍巖錨桿支護(hù)效應(yīng)的落門試驗研究［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2014，51（5）：108-109.