破碎頂板巷道超前支護的實踐與認識

安全管理文書破碎頂板巷道超前支護的實踐與認識日期： 單位： 破碎頂板巷道超前支護的實踐與認識1前言孫村煤礦開采深度達到-1100m水平，距地面的垂直距離為1300m井田內斷層比較發(fā)育，共有主要斷層26條（落差10?450m）,大中型斷層19條，均為正斷層，傾角45°?80°,一般65°?70°。斷層走向有NWNE近SN以NE向為主。斷層發(fā)育以高角度正斷層為主，巖性較差，部分煤層的頂底板為破碎的軟巖，在四層底板及八層附近是破碎的泥巖；另外，隨著深度增加，斷層條數增多，落差增大，斷裂構造越加復雜。由于受深部地應力、礦壓的影響，在穿層掘進、斷層、破碎帶、復合頂板及煤柱周圍，煤巖體破碎壓力大，掘進施工期間由于煤巖體松動破碎，頂板易掉頂、片幫，難以再進行錨桿支護，漏頂處需進行穿頂，過后需復棚，施工難度大，安全不能保證，往往造成施工進度慢，給安全造成較大的威脅，也嚴重影響錨桿的推廣應用。針對這一突出問題，孫村煤礦在破碎頂板巷道的施工時，采取了提前打管縫錨桿的超前支護技術，通過近年來的摸索和實踐，取得了明顯的效果。2超前支護的施工方法2.1半圓拱錨網噴巷道的超前支護遇構造、托頂煤及頂板破碎時，采用以下措施：首先將巷道的永久支護支到掘進工作面，每次爆破前，緊跟掘進工作面再采用風鉆配?22mn六棱中空釬子，在巷道掘進工作面施工方向沿巷道的輪廓以30°?45°角向圍巖內打入一排超前金屬管縫錨桿（?33mM1800mm并壓網，每排一般不少于5根，間距0.3?0.5m,打超前管縫錨桿作輔助臨時支護。當超前支護施工完畢后，根據超前支護的距離開始打眼。

打眼時循環(huán)進尺o.7m爆破前最大空頂o.3m爆破后最大空頂1.om掘進工作面軟巖部分采用密打眼（周邊眼距縮至300mm）預留保護層、少裝藥等方法，減輕對圍巖的破壞。爆破后先進行敲幫問頂，嚴格執(zhí)行敲幫問頂制度，人員站在支護完好的安全地點，用長度大于5m的長把工具，摘除危巖懸矸（包括掘進工作面）后再進行初噴。初噴厚度不小于30mn,一般在30~50mn,初凝20min后開始前移前探梁，初噴期間嚴禁人員進入空頂區(qū)。人員站在支護完好的安全地點進行操作，一人持噴頭，一人輔助照明并負責聯絡，觀察頂幫安全和噴射質量，前探梁使用3英寸及以上鋼管制作，長度不小于3.2m吊環(huán)的強度要與前探梁的強度相匹配。上吊環(huán)的錨桿必須留有足夠的絲扣，一般不小于40mm以保證吊環(huán)的牢固。前探梁到掘進工作面的端面距不得大于0.3m用方木、木篦與頂板按實，用木楔固定。做好臨時支護后，在臨時支護的掩護下進行永久支護的打眼、掛網、安裝錨桿等工序。在壓力增大，變形嚴重時，及時進行頂板錨索加固，錨索間排距5mx2.5m,由巷道正中向兩側對稱布置2排，錨索長度不小于6m,滯后掘進工作面根據壓力大小控制在0?10m內進行。2.2平頂錨網帶巷道的超前支護遇構造、托頂煤及頂板破碎時，采用的施工方法與半圓拱錨網噴巷道的超前支護基本相同，區(qū)別主要有：金屬管縫錨桿施工的方向不同，平頂錨網帶巷道的超前支護緊跟掘進工作面，在巷道頂板方向以30°?45°向圍巖打入一排超前金屬管縫錨桿（?33mM1800mm并壓網，施工的管縫錨桿數量也相應改變。爆破后，往前移前探梁，沒有初噴這道工序。

托頂煤施工時，錨索加固更及時，一般滯后掘進工作面不大于

3m錨索布置在巷道頂板中間位置，呈雙排布置，排距 2.0m錨索間距3.0m3超前支護的效果及簡要分析孫村礦近幾年來在巷道過斷層破碎帶、軟巖、托頂煤等施工中，采用提前打金屬管縫錨桿超前支護，結合縮小循環(huán)進尺和空頂，堅持小循環(huán)，以保持圍巖強度，對破碎松軟圍巖起到了較好的超前支護作用，有效地控制了頂板，杜絕漏頂事故的發(fā)生，也促進了錨桿支護的大面積推廣，巷道錨桿的支護率達到100%實踐證明，超前施工金屬管縫錨桿是一種有效的前探支護，施工工藝簡單，操作方便，掘進速度快，它能夠及時有效地加固破碎松軟圍巖，與永久支護連成一體，效果非常明顯。另外，超前支護能起到超前卸壓的作用，對防止沖擊地壓的發(fā)生也具有一定的作用。分析管縫錨桿超前支護所起的作用，主要是巷道開挖后，破壞了圍巖原始應力的平衡，弓I起圍巖應力的重新分布。在破碎松軟圍巖中，圍巖受開挖影響而破裂、碎脹，破裂、碎脹的圍巖作用在支撐體上，碎脹的圍巖黏合性差，本身強度很小，而支承壓力來壓迅速，當支承壓力沒有及時支護或支護強度不夠時，將導致巷道的冒頂、片幫，這也是初期錨桿支護難以推廣的主要原因。而提前施工管縫錨桿進行超前支護后，由于錨桿有一定的張拉作用，提高巷道圍巖承載能力，對圍巖起到一定的加固作用；另外，由于破碎圍巖的空頂比較小，超前支護的管縫錨桿一端被永久支護的錨桿和網懸吊，一端打在掘進工作面的巖體中受巖體的支撐作用，所以給破碎圍巖很好的支撐作用，保持了破碎圍巖的穩(wěn)定，有效地控制了破碎圍巖的冒落。

4結論通過采用超前支護，有效地控制了破碎松軟圍巖，結合爆破后的初噴，有效地控制了頂板，杜絕漏頂事故的發(fā)生，也促進了錨桿支護的大面積推廣。5超前支護存在的問題超前支護采用超前注漿時，由于深部壓力大，注漿較困難，另外，注漿的工序比較復雜，給施工帶來一定的困難，所以推廣較慢。超前支護的錨桿比較單一，目前使用的僅是管縫錨桿，以后產品的種類需進一步開發(fā)。目前對超前支護的認識不夠深刻，機理尚需進一步研究，特別是超前支護和沖擊