大断面切眼桁架锚索支护技术研究

刘孟凯,兰永平,邹云峰

大综采大断面大跨度的切眼支护是煤矿安全管理一大难题。山西霍宝干河煤矿综采设备选用大采高支架,要求其安装的切眼断面及跨度相应较大。切眼掘进支护效果和成败,直接关系到综采工作面快速、安全安装,为确保大断面切眼安全施工,该矿对桁架锚索支护进行了现场考察和咨询,在充分研究与分析该矿岩层条件及锚索技术应用经验的基础上,确定在8.6 m大跨度切眼施工中,采用锚网梁 +W钢带 +桁架锚索 +单体支柱联合支护。

1 2-101掘进工作面概况

2-101掘进工作面是该矿首采工作面,地面标高 +514～+662 m,煤层埋藏深度 420～500 m,走向长 2 140 m,切眼长度 208 m,工作面共揭露断层 23条,其中 4 m以上 8条。受 101副巷 28 m断层影响,工作面切眼分别布置为151 m和57 m两个切眼。2#煤厚4.2 m,基本顶为 4 m厚细砂岩,直接顶为 5 m厚细砂岩、泥岩,直接底为 1.4～3.0 m厚粉砂岩;回采面综采设备为 ZY9000/25.5/55型掩护式液压支架,采煤机选用MGTY750/1800双滚筒电牵引,刮板运输机选SGZ1000/1400型,为满足切眼支架安装和胶轮车安装需要,切眼断面设计毛宽 8.6 m,巷高 3.5 m,切眼两端各10 m范围跨度毛宽9.6 m,下端头布置有胶轮车调头硐室及绞车硐室,形成十字交叉大断面,该处悬顶最大面积达 186 m2。2-101工作面切眼于 2008年 4月开始施工,工期 60天。

2 桁架锚索支护作用原理

桁架锚索支护是一种在巷道顶板的水平和铅垂方向同时提供挤压应力的主动支护形式,它由钢绞线、专用连接器、锁具、锚固剂组成,见图 1。

图 1 桁架锚索示意图

其内锚固点为巷道两帮煤岩体的上方深……