2012 年 4 月 矿业安全与环保 第 39 卷第 2 期 岱庄煤矿巷道 Y 型交叉点支护技术实践 张洪鹏1，史俊伟2，张新国3，江 宁3，李杨杨3 ( 1． 淄博矿业集团 岱庄煤矿，山东 济宁 272175; 2． 山东工商学院 管理科学与工程学院，山东 烟台 264005; 3． 山东科技大学 资源与环境工程学院，山东 青岛 266590) 摘要: 由于巷道交叉点断面面积较大，空间位置关系比较复杂，其支护问题一直是巷道施工中的难 点和重点。根据煤巷交叉点分类及轨道大巷支护设计方案，对煤巷交叉点支护方案进行了分析，提出将 轨道大巷交叉点进行分区，针对不同区域采取不同的支护方案。对于轨道大巷交叉点 D 区采用锚杆加 锚索对穿联合支护; A 区、B 区和 C 区采用锚网喷及二次注浆支护。实践证明，该支护技术能够较好地 控制巷道变形，施工简单，成本较低。 关键词: 煤矿巷道; 中图分类号: TD353 Y 型交叉点; 锚杆; 锚索; 二次注浆; 支护 文献标志码: C 文章编号: 1008 － 4495( 2012) 02 － 0065 － 03 2 2 Y ］ 1 ］: 1a 。 类［ 型交叉点 ( 如图 在煤矿生产中，围绕采煤工作面布置 的形成，需要施工各种用途的巷道，如回风巷 巷和运输巷等，以满足通风 要，这些巷道相交形成巷道交叉点［ 可以分为 回采系统 、 轨道 、 运输和回采等工作的需 、 巷道交叉点 所示) ，即 条巷道交叉部位围岩处于单向受力状态，使得该 3 部位围岩较难维护，在支护时必须采取特殊的加固 措施; 型交叉 点( 如图 所示) 两种类型，其共同特点是两条巷道交叉，并且在交叉 部位巷道间直线过渡 由于巷道交叉点断面面积较 大，空间位置关系比较复杂，同时受应力集中的影 响，巷道失稳翻修时常出现，不仅支护成本增加，而 且支护相对困难，给煤矿安全生产带来隐患 因此， 选择合理的支护技术对巷道交叉点进行支护是一项 保证煤矿安全生产的重要课题 型交叉点，该类交叉点可以分为正 型交叉点( 如图 所示) 和斜 1b 。 。 1c T T T 。 图 1 巷道交叉点分类示意图 1 工程概况 － 580 m 轨道大巷是岱庄煤矿 采区的服务 1160 收稿日期: 2011 － 08 － 31 作者简介: 张洪鹏( 1965— ; 2012 － 02 － 24 修订 ) ，男，山东淄博人，淄博矿业集 团岱庄煤矿总工程师，从事矿山安全技术及管理工作。 巷道，掘进目的是满足 管线敷设的需要 1160 其设计长度: 采区运输 通风 、 行人及 、 轨道大巷 。 － 580 m ，二 路 联 络 巷 1 166 m ，一 路 联 络 巷 25 m 轨道大巷地面标高 25 m。 ，井下标 1 # 交叉 所示) 2 水平井底车 延深轨道下 延 － 580 m ; Y 。 － 580 m － 573． 7 ～ － 579． 5 m 38． 5 ～ 41． 1 m 轨道大巷 单轨巷和重车线交叉点，如图 、 型交叉点 － 580 m 高 点( 轨道大巷 为 该交叉点位于 场主要硐室巷道的东北部，以 山底车场 深回风和胶带下山位于其西北侧，正在施工 轨道车场已经揭露九灰和 采面相距甚远，四周均为 土岩，厚度 15 上 煤 16 为大巷的起点， 煤实炭区 ，较松软; 直接底为砂砾岩，厚度 － 580 m － 580 m 点前 55 m E37 。 。 － 580 m 该大巷与其他回 直接顶为黏 15 m 。 － 580 m 轨道大巷 ，遇水易软化膨胀 12． 33 1#交叉点位于 m 岱庄向斜的轴部和东翼，五里屯背斜北翼，地层稳定，产 状变化不大 1#交叉 点的东南一侧，与之相距较近，构造应力较大，掘进过程 中根据需要及时探测控制史庄断层位置 这也是造成 巷道支护困难，变形严重，多次支护失败的重要原因 史庄断层位于 轨道大巷 － 580 m 。 。 。 图 2 － 580 m 轨道大巷 1 #交叉点平面位置图 ·56· 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

2012 年 4 月 矿业安全与环保 第 39 卷第 2 期 2 轨道大巷交叉点支护设计 2． 1 支护方案 随着岱庄矿 3 3 － 5 “ ［ ” ］，即 － 580 m 牛鼻子 轨道大巷断面面积逐渐增 大，直至与另外两条巷道( 井底车场单轨线和重车 线) 交叉时巷道断面面积达到最大，并且在交叉部位 出现 条巷道交叉部位围岩处于 单向受力状态，开挖后应力集中程度高，围岩岩性较 差且强度较低，如果还按照轨道大巷的支护方式，并 因此，通过对巷道变 不能从根本上消除这些问题 形力学机制及转换对策的分析，对 1 # 交叉点采取了 分段分区支护的形式，使得支护具有针对性和目的 性，这样既减小了巷道变形，又减少了支护成本，形 成一套高效安全的支护技术 1#交叉 。 ) ， ) ， 点划分为 区 B C ( 个区域进行支护 如图 区( 12 000 mm 所示，将 7 000 mm 区等 区( 。 3 6 500 mm 4 A ) ， D 。 图 3 － 580 m 轨道大巷 1 #交叉点分区支护设计方案 1 D 。 的 ) 对于 穿支护 Φ20 mm 3 800 mm 区( 如图 4 锚杆长度小于 所示) ，采用锚杆加锚索对 时，采用间排距 左旋连续螺纹高强锚 时，采用间排 股一束 对穿支护不必安装锚固剂，因此钻孔直 锚索顺利穿过即可 对穿两头全面挂 锚杆预紧力不 800 mm × 800 mm 杆对穿支护; 锚杆长度大于 距 对穿支护 。 径使得锚杆 。 网，并采用岱庄矿现有的棚腿连接 ，锚索预紧力不小于 小于 800 mm × 800 mm Φ15． 24 mm 锚索， 3 3 800 mm 的 。 / 120 N·m。 80 N·m 图 4 1 #交叉点 D 区支护设计方案 及二次注浆支护 。 图 5 1 #交叉点 B 区支护断面图 拱部支护及两墙支护: 采用 螺纹钢树脂锚杆支护，长度 ，每 排 锚 杆 800 mm × 800 mm 及 MSK2350 MSCK2350 格为 金属网采用圆钢焊制而成 100 mm × 100 mm × 8 mm。 各 1 Ф20 mm 2 400 mm 左旋等强 ，锚杆间排距 根，每 孔 用 药 卷 块，配高强度托盘，其规 采用全断面挂网， 19 。 砼喷浆支护: 砼强度等级 锚索支护: 布置间距 C20 ，喷厚为 ，排距 100 mm。 根，长度 各 1 400 mm 8 000 mm 800 mm 的每孔用药 块，配注浆锚索专 10 MSK2350 1 的专用注浆锚索 卷 及 用托盘 MSCK2350 。 ) 对于 3 区和 区巷道的支护，如图 A C 所示， 6 采用锚网喷及二次注浆支护 。 图 6 1 #交叉点 A 区和 C 区支护断面图 ) 对于 2 B 区的支护，如图 5 所示，采用锚网喷 800 mm × 800 mm ·66· 拱部支护及两墙支护: 采用 螺纹钢树脂锚杆支护，长度 Ф20 mm 左旋等强 ，锚杆间排距 根，每 孔 用 药 卷 2 400 mm ，每 排 锚 杆 13 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

2012 年 4 月 矿业安全与环保 第 39 卷第 2 期 各 块，配高强度托盘，其规 采用全断面挂网， ，喷厚为 100 mm。 的专用注浆锚索 及 MSCK2350 及 MSK2350 MSCK2350 格为 金属网采用圆钢焊制而成 150 mm × 150 mm × 8 mm。 1 。 砼喷浆支护: 砼强度等级 锚索支护: 布置排距 C20 根，长度 9 800 mm 的每 孔 用 药 卷 6 000 mm 各 块，配注浆专用托盘 。 MSK2350 1 2． 2 工艺流程 施工钻孔 爆破 、 打孔安装锚杆 出碴 喷) → → → 周边刷齐 喷浆封闭围岩( 初 上紧锚杆托盘 → 挂网 → → 滞后迎头一定距离( 或天数) 打孔安装注浆锚索 → → 滞后迎头一定距离( 或天数) 进行锚索注浆二次支 复喷( 厚度 ) 后期维护性补打锚杆或 护 锚索，随时补喷 50 ～ 70 mm + 。 稳定速度较快等特点，为岱庄煤矿带来较显 、 量较小 著的经济效益和安全效益 。 4 结论 1 1 # 交叉点 ) 岱庄煤矿轨道大巷 区采用锚杆 加锚索对穿支护方式，实践证明，这是一种简单 高 、 经济的支护方式，其支护效果明显优于其他支护 效 、 方式，而且能有效降低成本，同时也为矿井巷道大断 面交叉点支护提供了一条新的有效途径 D 2 ) 对交叉点其他区域采用锚网喷及二次注浆 支护技术，形成了注浆一次加固拱，锚网喷浆二次加 固拱，以及锚杆锚索挤压加固拱等多层组合拱支护 结构，有效地控制了巷道交叉点的变形，维护了巷道 的长期稳定，为煤矿安全生产提供了保障 。 。 3 支护效果分析 参考文献: 7 7 年 月 2010 － 580 m 轨道大巷 月 支护全部完成，从 移 1#交叉点于 14 日 日起观测巷道表面收敛位 顶板离层状况及锚杆锚索载荷变化情况，截至 、 月 。1 #交叉点最大 ，最大两帮移近总量 为 ; 日，观测段巷道基本达到稳定 8 顶底板移近总量为 ，巷道围岩综合收敛率平均值 32 mm 13 4 p = 1． 93% ＜ 10% 高度内无离层，下位顶板稳定，而在 5 m 5 ～ 高度内顶板存在离层，属于顶板高位离层; 锚 10 m 杆锚索在观测前期荷载随时间呈现缓慢降低至平稳 的规律，载荷变化不大，巷道围岩稳定; 观测后期锚 杆锚索荷载相对平稳，略有增加，巷道围岩也是稳定 的，能够满足交叉点巷道支护的要求，具有支护变形 49 mm 顶板 ］ ］ 郭长生． 煤巷交叉点梯形支架支护方法探讨［ ［ ． 煤矿现 J 1 代化， ( ) : 2006 5 83 － 87． ］ 郭志腌，雷柏林，任爱武，等． 深部软岩地下工程交叉点 ［ 2 ) : ］ 分类及 支 护 对 策 研 究［ ． 西 部 探 矿 工 程， J 2006 3 ( 151 － 154． ［ ］ 何满潮，孙晓明． 中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施 3 工指南［ M ］ ． 北京: 科学出版社， 2004 : 105 － 109． ［ ］ 何满潮，袁和生． 中国煤矿锚杆支护理论与实践［ M 4 ］ ． 北 京: 科学出版社， 2004． ［ ］ 朱维申，李术才，陈卫忠． 节理岩体破坏机理和锚固效应 5 及工程应用［ M ］ ． 北京: 科学出版社， 2002． ( 责任编辑: 卫 蓉 ) 檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭 ( 上接第 64 页) ) 改变工作面非正规 型和 实现工作面正规的 3 U Y U + L 型通风方式 。 型通风方式，全面 ” 风排为主 ) 改变了工作面瓦斯治理以 格局，树立瓦斯治理 抽采 、 4 为辅 理 风排为辅 、 念，实现瓦斯抽采最大化，全面提升矿井瓦斯抽采系 统能力 “ 抽采为主 。 ) 加大安全投入，引进国际先进装备，利用德 ” “ 5 国钻机施工大孔径钻孔代替高抽巷，利用澳大利亚 钻机实现定向长钻孔区域递进式预抽，实现了由措 施型向工程型转变 。 ) 对山西地区类似煤层赋存 的矿区具有一定的推广应用价值 6 瓦斯地质条件下 、 。 ( 责任编辑: 陈玉涛) ·76· 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net