【摘要】七煤集团（公司）龙湖矿自1999年推广轻型支架综采放顶煤工艺，工作面切眼原采用11群工字钢和子棚切合单体液压支柱护帮等多种材料联合支护形式。通过实践，这种支护形式存在以下明显缺点和不足：A.切眼跨度大，项梁最大跨度达3.2m，己接近变形的允许极限，为防顶梁变形，需使用两根工字钢对接，其端头互错200m，其下以5根单体液压支柱支撑，巷道后期维修最大。B.采煤工作面端头及超前支护工艺复杂，工作面安装困难，巷道造价高，工人劳动强度大，严重制约了综放设备高产高效作用的发挥。C.由于架棚支护属被动支护，顶板难控制，容易在顶梁之上形成冒空区，给煤层自燃留下隐患。
前言
针对上述情况，为适应新的采煤工艺，提高煤炭生产效率，集团公司与中国矿业大学合作在对我矿特厚极罗煤层成分调研、认证的基础上，于2000年9月在8415工作面切眼进行大断面沿底掘进煤巷锚杆（索）支护试验。
1.地质条件
8415工作面位于84年下采区第4区段南，工作面上方为8415采空区，下为84下皮带机下的保护煤柱，工作面走向长444m，倾斜长度125m，标高522m-560.7m，煤层厚度8m-10m，倾角平均17度，其硬度系数0.3-0.5，属极软煤层，8煤层赋存稳定，煤质松软，光泽暗淡，呈鳞片状结构。煤层中有2-3导0.4m～0.6m泥岩夹矸，底层夹矸底板1.8m-2.4m左右，对锚矸支护有一定影响，直接顶为3-5m砂泥岩互层，易冒落。直接面为1.2-1.5m厚粉砂质泥岩，老底为6-9m坚硬砂泥岩互层。
煤层易自燃，发火期为3-6个月，瓦斯含量高，在机巷掘进施工中，经常有瓦斯释放产生的炮，水文地质条件简单，主要受老塘水和项板裂隙水的威胁。
2.支护原理
巷道掘进后，周围煤体为相互联系的有机整体，对巷道周围进行任何力学作用，都会通过媒体传递到巷道保部位，产生不同的力学效应。锚杆支护就是通过巷道浅部媒体有效加固来控制围岩变形，锚索则是对巷道周围锚杆支护的煤体起加强作用。因此，选择合理的锚杆（索）地护形式、参数，能够较好地控制巷道变形，起到良好的支护效果。
3.切眼支护设计
切眼为矩形断面，净宽4.7m，净高2.4m。根据巷道断面大，煤体硬度系数低且裂隙发育，支承能力差的特点，结合机巷施工中间出现因瓦斯释放及应力重新分布的情况，决定切肯采用“锚（索）一带一网”的支护形式。
3.1切眼支护参数
切眼沿底掘进，顶部为松软煤层，煤厚5.7m，开挖后顶暴露面稍大就易发生冒落，并可能导致顶板整体失衡，因此必须强化顶板管理，减少其暴露时间。从以上原则出发，切眼项板采用20mm×200mm高强螺纺钢杆，间排距850mm×600mm配合“W”型钢带金属网护顶，在距巷帮两侧1.2m处沿倾向布置2排长8.4m、直径15.24mm锚索，加强支护，锚索间距2.7m。
3.2两帮支护参数
巷道两帮煤体强度低，在围岩承载结构中表现为最弱，两帮大范围的破坏必然导致顶底板变形增大，必须加强对帮角的支护强度，从而提高切肯围岩整体狗宝性，因此，切眼两帮采用18mm×1500mm高强螺纹锚杆树脂药卷，配合钢盘梯子梁金属网产合支护，锚杆间距800mm×800mm。
4.施工工艺
由于煤层硬度低，极易冒落，再加上瓦斯释放及开采后应力重新分布造成煤炮，使原本松的顶煤更加难以控制，锚杆（索）支护很难实现。因此，切眼选用导峒法施工，先施工断面为2.8m、2.4m的导峒，贯通后再扩宽至设计断面。
4.1顶锚杆施工工艺
先从巷道迎头的一侧用风镐落煤，挖掘至设计高度。铺顶部金属网，并在w钢带的中部打上一棵单体支柱。用锚杆钻机从钢带中打顶眼，至设计密度，将两卷中速树脂锚固剂依次送入眼孔中，用锚杆端头抵住锚固剂送入孔底，用钻机搅拌30s，停lmin后上紧螺母，完成锚杆的安装。另一侧采用相同的方法施工。
4.2帮锚杆施工工艺
按设计宽度将巷道两帮刷齐，铺金属网钢梯子梁，然后钻孔、吹眼、搅拌树脂和安装锚杆，帮锚杆紧跟迎头。
4.3锚索施工工艺
用顶锚杆钻机在每根上1.0m可接长钻杆打眼，当孔，深至8.0m停止，用钢绞线将两卷中速树脂锚固剂送入孔底，安装搅拌器搅拌，等待2min后卸下搅拌连接器，完成锚索的内锚固，1h后用张拉千斤顶张拉到8-10t时，即完成锚索的安装。
5.经济社会效益
与工字钢架棚巷道相比，新的支护形式具有明显的经济和社会效益。
5.1改善巷道支护情况，提高巷道断面利用率。
5.2减小工字钢、坑木消耗12.2万元，降低单体液压支柱租赁费及工资支出计9万元。
5.3巷道后期维修量减少，装面速度快，工序简单。
5.4为同类型煤层推广锚杆（索）支护提供了技术和实践上的经验。
6.存在问题及对策
6.1支护理论
原来的锚杆护理论不能完全适应特厚极软煤层锚杆（索）支护设计要求，为提高设计的科学性，需对其机理和设计方法作进一步的研究和探索。
6.2切眼顶板下沉控制
依据机巷顶底板相对位移量观测结果，切眼高度设计时最大相对位移量取300mm，但导峒刷宽后，巷道跨度有2.8增大至4.7，切眼顶板急剧下沉，局部达500mm，为此采取了以下措施。
6.2.1加强项板监控，在顶板下沉量较大处增打金属锚杆和锚索。
6.2.2采取外注重式单体液压支柱与钢绞顶切眼上端头支护。为满足进架要坟，切眼上端头最大锚萦。
6.2.3沿进架路线弯道采用单体支柱配合11拌工字钢和梁加强支护。
6.2.4施工机具。由于施工时顶、帮锚杆安装使用不同机具，次第不高，限制了掘进速度实现掘锚一体化，提高单进，是值得研究的课题之一。
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