掘进巷道过陷落柱段支护技术应用实践

Jun.,Vol.201944No.3

doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2019.03.029

能源技术与管理

EnergyTechnologyandManagement

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掘进巷道过陷落柱段支护技术应用实践（山西霍宝干河煤矿有限公司，山西临汾041600）

［摘

要］以山西霍宝干河煤矿2-1082巷掘进工作面为例，分析了工作面的煤层与地质情

况，在掘进巷道过陷落柱时，为保证施工的安全顺利进行，对过陷落柱段支护进行了设计，并提出了保证过陷落掘进工作顺利进行的安全技术措施。

［关键词］巷道掘进；陷落柱；支护技术

［中图分类号］TD353［文献标识码］B［文章编号］1672蛳9943（2019）03蛳0073蛳02

1工作面概况

山西霍宝干河煤矿2-1082巷掘进工作面位

工，循环进度0.6m，最小空顶距0.3m，最大空顶距0.9m。

过陷落柱期间，综掘机截割完毕后对巷道进行二次支护。首先使用锚网梁锚索+W钢带支护方式进行支护，然后使用U型棚进行第2次加固支护。2.2支护方法2.2.1

断面形式

过陷落柱期间断面为半圆拱形，断面规格为毛宽×毛高=5.2m×4.2m，其中拱高2.6m，墙高1.6m；U型棚支护后的断面规格为净宽×净高=4.8m×4m。2.2.2

支护方式

（1）锚网梁锚索+W钢带的支护方式。①拱部施工9根锚杆，选用规格准22mm伊2500mm的金属高强锚杆，间排距为800mm×600mm，选用7孔4.8m桁架，网选用800mm×5600mm金属菱

2-1081巷

2-108联巷

28＃导线点

陷落柱2-1082巷

煤层结构相于+80m水平2#煤层一采区的右翼，

对简单，煤层平均厚度3.75m，煤层夹矸0.3m左右，煤层结构1.85(0.3)1.60，煤层倾角2～8毅，平均3毅。2-1082巷掘进工作面地表属黄土垣梁地貌，大部分为农田，无建筑物。

2-1082掘进工作面整体呈一单斜构造形态，走向NW-SE，倾向SE。2-1082巷掘进工作面施柱内充工至28#导线点前30m处揭露一陷落柱，填以块状砂岩、泥岩为主，夹有煤屑，杂乱无章，较干燥。为保证掘进工作面过陷落柱期间施工安全，应当对顶板和煤帮加强支护，缩小锚杆、锚索间排距，帮部增加施工点锚索的方式。

2-1082巷道遇见陷落柱位置如图1所示。

形网；帮锚杆施工3根锚杆，选用规格准20mm×2000mm的金属高强锚杆，间排距为700mm×600mm（最下1根距底为300mm），选用5孔3.4m桁架，网选用800mm×3200mm金属菱形网；拱部锚索“三·三”布置配合5孔W钢带进行施工，锚索间排距为1700mm×1800mm，锚索规格为准21.6mm×10300mm。②过陷落柱初期，两帮围岩松散易垮落，拱基线上方800mm施工1根锚索，帮部（拱基线下方800mm）施工1根锚索，锚索规格为准21.6mm×5200mm，每帮每排施工2根点锚索配合2孔W钢带进行施工，间排距为1600mm×1200mm,待陷落柱围岩稳定后，巷道只施工拱部3根锚索。

（2）过陷落柱期间全断面必须使用双层菱形网支护。

2-1032巷2-1032回风联巷

一一采风变电所采一一区采采回区区

风皮轨2-1061巷巷带道

巷巷

30m

图12-1082巷道遇见陷落柱位置示意

2过陷落柱支护及安全技术措施

采用EBZ315H综掘机1毅上山的方式掘进施

2.1施工方法

74郑纪峰掘进巷道过陷落柱段支护技术应用实践

2019年6月

Jun.,2019

（3）U型棚支护方式。①待锚网梁锚索+W拱形钢带支护完成后，再使用U型棚进行二次加固支护。其中棚腿长3.5m，棚梁长4.5m，棚距1m，采用1m木板梁花背进行盘帮构顶。前期预计先施工5架，之后通过观察工作面围岩情况再决定是否架棚施工。②将综掘机开至工作面迎头，将机载前探支护降到最低点，将棚梁在前探支护上摆放好，使用双股8#铁丝捆绑牢固，慢慢升起至距顶0.2m处。③使用风镐对于棚梁下方的柱窝进行施工，深度不小于20cm。④柱窝提前挖好后派2名专人将棚腿扶起立好，并使用专用U型卡子固定好棚梁和棚腿。⑤两棚腿连接牢固后，对整个棚子进行调整，要保证棚梁和棚腿连接后成为一条直线，棚梁不出现前倾后仰现象，棚腿不出现向巷道内倾斜现象，调整完毕后再用拉杆对棚子进行牢靠固定。⑥棚子支设完成后，进行盘帮构顶，对支设不严实的地方使用木楔打牢，确保支护牢靠。⑦收拾整理工作面支护材料及工具，确保综掘机前方、左右均无人后，再进行下一循环的掘进工作。

2.3支护要求

拱锚杆锚固力不小于120kN，帮锚杆锚固力不小于90kN；拱锚杆扭矩不小于200N·M，帮锚杆扭矩不小于180N·M；孔深允许偏差+40mm；巷道最下部2根底角锚杆向下15毅打设，其余锚杆均垂直顶板岩面或煤壁打设；网搭接长度100mm，网连接采用14#铅丝，每100mm连接一道，每道2耀3圈；锚索安装时，预张拉不小于150kN，不大于200kN；锚杆间排距允许偏差±50mm；U型棚支护时，卡揽、拉杆齐全可靠，紧固力不小于200kN。2-1082过陷落柱锚网梁支护后拱形断面如图2所示。

准21.6mm×10300mm锚索

准522200mmmm×锚杆准风筒

220000mmmm×准521.6锚杆

电缆钩

200mmmm×锚索

7001300

2400

15°

55000200

图22-1082过陷落柱锚网梁支护后拱形断面

2.4安全技术措施

巷道由矩形变更为拱形施工时，应循序渐进，慢慢过渡，严禁出现棱角及凹凸现象。施工拱形巷道时，更换拱形机载前探支护，由机电队长进行验收。待过陷落柱且顶板正常后恢复原矩形巷道机载临时支护咱1暂。

掘进机截割后，必须在机载临时支护下，由班组长使用1.2m的尖钎按先顶后帮、由上至下、由外至内的顺序进行敲帮问顶。处理完活矸危岩，随后站在永久支护区将需支护的网铺联好、桁架固定好，然后将机载前探梁升起紧贴顶板，联好网，再进行永久支护咱2暂。

机载前探支护必须及时使用到位并合格有效，严禁空顶作业。过陷落柱期间，循环进度为600mm，掘一支一，严禁超循环作业，锚杆锚索严禁滞后，要求必须紧跟迎头打设。

过陷落柱期间，由当班队长负责，坚持U型棚支护合格一架方可支护下一架的原则，木楔必须构实，对永久支护质量班班检查，确保支护质量合格。

每次截割前及时对迎头10m范围支护进行加固。支设棚子时必须迎山有力，棚腿、柱窝必须见实底，否则必须加垫料石、穿鞋。支设棚子时，要及时安设防倒器，并保证防倒联锁装置坚固有效。支设前2架棚子时，必须利用中线调整好棚子的前仰、后翻和前后差距，确保架棚质量咱3暂。

施工时班队长负责密切观察顶板岩性及应力变化情况，发现问题及时向生产科汇报并改变支护方式。过陷落柱期间，班队长负责观察顶板锚索孔，发现有淋水现象及时向地测科、生产科汇报。工作面施工前，必须先探后掘，确认掘进前方无水后，方可掘进咱4暂。

待过陷落柱且顶板稳定后，队组通知生产科改变支护方式，由生产科下达支护变更通知单，改变支护后严格按通知单及《2-1082巷掘进作业规程》支护要求进行施工。2.5支护效果分析

掘进巷道过陷落柱时成功采用锚网梁锚索

+W钢带以及U棚、全断面使用双层菱形网的支护方式，支护强度高，降低了掘进巷道的维修工程量，节省了大量的人力、物力，降低了工程成本。本次采用的支护方式在施工时避免了放炮时的危险因素，极大地提高了施工的安全性。

工作面在进行回采采煤时不（下转第77页）

2019年年644月卷第3期2019第

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（1）迎头端面拱形部临时防护采用高强塑料网,拱部以下至底板采用柔性防片帮网防护。

（2）顶板锚杆支护好后，打上部眼前，找净活矸危岩后，先在巷道拱部范围内使用2块高强塑料网配合7根准20mm等强全螺纹锚杆或准20mm玻璃钢锚杆进行固定，其中端面最上部1根规格为准20mm×2000mm；其余6根规格为准20mm×1000mm。高强塑料网规格为以实际巷道断面确定,2块高强塑料网压茬处使用3根锚杆配合托盘压紧，并每隔300mm使用12#铁丝扎接牢固。巷道拱部高强塑料网边缘3根锚杆配合托盘压紧。顶部锚杆之间高强塑料网使用霸王桩固定，拱部范围共使用4个霸王桩。高强塑料网及玻璃钢锚杆为一次性使用，不得重复使用，严禁拆除。

（3）上部眼打齐找净活矸危岩后，在巷道拱部以下至底板范围内采用柔性防片帮网防护，其材质为抗静电聚酯纤维网，网格规格为100mm×100mm，网幅以实际巷道断面确定。防片帮网沿巷道端面轮廓挂好，防片帮必须挂设牢靠，采用霸王桩或桩楔固定。挂设防片帮网必须全断面有效防护迎头端面。端面下部霸王桩或桩楔固定点11个（5～15号）。

（4）防片帮网与高强塑料网接茬处连接采用霸王桩固定点用网本12#双股铁丝扎接在锚杆上，

身在霸王桩端部打圈固定，连接必须紧密、可靠。接茬处霸王桩与锚杆之间的防片帮网和高强塑料网,使用12#单股铁丝每隔300mm扎接牢固。

（5）端面防片帮网周边固定点间距不大于1000mm。采用霸王桩固定时，霸王桩长度不低于500mm，锚入深度不低于350mm，必须牢固；也可采用锚桩配合桩楔固定：锚桩使用准19mm六棱钻杆加工，长度700mm，桩楔采用准22mm、（上接第74页）需要对掘进巷道再次进行二次套修，对实现安全回采具有重要作用。

准10mm圆钢加工，L型，长度600mm，砸入深度不低于400mm，必须牢固。

（6）端面防片帮网要沿巷道轮廓布置，周边固定点距轮廓不大于200mm,巷道超挖时必须根据现场增加固定点。

（7）拆除防片帮网前及进入防片帮网附近区域作业前，要先找净活矸危岩。拆除防片帮网时先拆除下部，进行敲帮问顶后再拆除上部。拆除防片帮网后要随时找净活矸危岩。

3帮部临时防护

帮部活矸危岩必须找净，初喷30～50mm作

为临时支护，喷浆必须喷至距底板不超过0.5m，然后及时挂网打锚杆支护，严禁空帮。

4结论

炮掘各工序施工中通过对巷顶、端面、巷帮实施临时防护，形成了“三维”临时防护，对施工人员进行“三维”空间的保护，此方法尤其适用于岩性破碎巷道及大角度上山施工的巷道，能有效降低施工时对人员的安全威胁。

［参考文献］

［1］陈伯喜，黄兆胜.半圆拱形锚喷巷道临时支护的技术革

新及应用［J］.山东工业技术，2017（18）：71.

［2］袁海军.掘进巷道临时支护技术及防片帮措施［J］.煤

矿支护，2013（3）：42-44.

［3］皇甫美俊.掘进巷道临时支护工艺探讨［J］.山东煤炭

科技，2017（3）.［作者简介］

刘洪伟（1982-），男，工程师，毕业于中国矿业大学采矿工程专业，长期从事技术管理工作。

［收稿日期：2018-12-27］

用［J］.煤炭与化工，2014，37（11）:85-86.

［2］张利军.大断面煤巷过陷落柱支护技术实践［J］.科技

创新与应用，2014（28）:47-47.

［3］位志飞，朱海军.大断面煤巷过陷落柱构造支护技术应

用与探讨［J］.能源技术与管理，2017，42（3）:81-82.［4］白文彪.回采巷道过陷落柱锚网支护掘进技术［J］.河北

煤炭,2006（6）:23-24.［作者简介］

郑纪峰（1973-），男，工程师，毕业于太原理工大学安全工程专业，长期从事采煤技术工作。

［收稿日期：2018-12-28］

3结论

对山西霍宝干河煤矿2-1082巷掘进工作面过陷落柱段的支护进行了设计，成功地采用了锚网梁锚索+W钢带以及U型棚、全断面采用双层菱形网支护方式，极大地提高了过陷落柱时的施工安全性，降低了成本，取得了较好的效益。

［参考文献］

［1］刘志强.大阳煤矿回采巷道过陷落柱段支护技术及应