曹淑良+王清锋+高雷+李善飞
[摘 要]本文主要介绍新矿集团翟镇煤矿颠覆传统的施工思路，创新开门方式、优化运输机搭接方式将立体交叉段控制在三岔门位置以外；三岔门复合顶应用锚杆+锚索叠加联合支护技术，使部分锚索载荷与锚杆载荷一起对浅部不稳定围岩形成加固拱，加上锚索桁架梁、锚带使应力叠加，促进浅部、深部联合拱的一体性，解决复杂条件下17°夹角大跨度三岔门施工支护难题。
[关键词]复杂条件；小角度；大跨度；叠加联合支护
中图分类号：TD262.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0040-02
1 引言
6404W面3运输巷位置位于6404W运输巷内导线点Y24以东17米为巷道右帮，夹角17°，巷道开门后因角度小跨度到达15米左右，而且左帮7米处于立体交叉段，岩柱3.8米，加上该巷道为复合顶板巷道[1]，且开门位置位于皮带里侧开门人工出矸、补强支护时间长及跨度大导致施工困难；为了降低施工难度，加快施工速度，专业对现场施工技术进行优化，打破传统施工方式，创新开门方式、优化运输机搭接方式及三岔门复合顶支护，确保巷道服务期的基础安全。
如图1：开门位置平面图+立体交叉岩柱平面图
2 优化开门方式
因巷道夹角较小，为减小开门跨度，采用以巷道牛鼻子（导线点Y24以东15米）为中心线，施工4米断面导硐，待导硐施工至巷道里帮（南帮）后，向左顺巷道帮部刷帮施工，施工至架棚区域时停掘，反向施工运输巷，最后按照中线对架棚区域刷帮直至形成左帮牛鼻子。
1）施工导硐时，导硐右帮为6404W面3运输巷牛鼻子（牛鼻子宽度为0.5米位置）；采用全断面一次爆破成巷、配合风镐、手镐施工，打眼时垂直6404w运输巷帮部打眼，顶板钢带垂直原6404W运输巷顶板钢带布置，帮部两帮采用点柱挂网临时支护（现场无点柱时打设锚带网支护），施工导硐前按照锚索大样图距帮部800mm打设3组Ф21.6×6000mm锚索桁架，确认合格后方可施工。导硐施工至巷道里帮（南帮）停掘。导硐内锚索按照每排2根Ф21.6×6000mm锚索布置，距帮部1.2米，顶板破碎时锚索跟迎头施工。如图2：导硐施工顺序图
2）导硐施工完毕且顶板锚索打设完毕后，撤除导硐左帮点柱，按照中线向东刷帮，刷帮采用顺巷道方向打眼放炮或风镐、手镐打挖施工，刷帮期间顶板钢带采用垂直导硐钢带布置，刷帮区域锚索布置按照锚索大样图打设，施工至架棚区域时满足安装扒装机距离后停掘，停掘位置采用点柱挂网封迎头施工，安装扒装机一部搭接6404W运输巷皮带。
3）刷帮到位后，反向施工6404W面3运输巷正迎头，迎头采用全断面一次爆破成巷、配合风镐、手镐施工，迎头顶板钢带采用垂直导硐钢带布置。开门5米范围采用小循环施工，采用锚杆+Ф21.6×6000mm锚索叠加联合支护跟迎头；5米后正常掘进期间之字形每排布置一组桁架（保证每排2根Ф17.8×6000mm锚索），锚索跟前探梁施工，顶板破碎时跟迎头施工。
4）巷道贯通后，按照中线对剩余架棚区域刷帮。刷帮前，提前打设3组锚索梁（2组3米、1组4米）代替棚腿。长锚索桁架距架棚端头约500mm位置打设，打设合格后方可撤除棚腿，由于架棚区域在立体交叉区域，为避免锚索穿过立体交叉区域，打设长锚索桁架时，锚索角度必须保证向两侧倾斜不小于30°。打设锚索桁架时现场必须有工区技术人员（技术区长或技术员）盯班。
5）因巷道夹角较小，为防止方向施工时牛鼻子无法留住，一是当巷道右帮牛鼻子帮部锚杆打穿时，锚杆两端头采用锚盘加螺帽上紧，超长锚杆直接截割处理。巷道右帮小煤柱帮部锚杆锚不住时，右帮两侧必须打设贴帮点柱，点柱与顶板钢带同步打设；二是牛鼻子按500mm打设，施工导硐时右帮开门施工300mm时提前支护一排钢带，对牛鼻子前脸提前进行加固，留住右帮牛鼻子后，根据现场情况，至少打设3棵摩擦点柱加强三岔门支护，防止正常掘进爆破及巷道开挖后自身应力分布失准导致牛鼻子压力大出现塌帮形象。
3 优化运输机搭接方式，缩短刷帮长度
由于6404W面3运输巷与6404W运输巷夹角17°，安装运输设备需要施工机头硐室，刷帮后左帮贯穿整个立体交叉段，立体交叉段架棚维护困难，而且小角度搭接卸载点需要前置，且使用过程中会出现频繁洒矸现象；专业与机运专业对小角度搭接方式进行优化，同时将运输设备机头硐室后置形成中间驱动，解决搭接点洒矸及施工硐室三岔门贯穿立体交叉段架棚维护难的问题。
1）回采临近末采时需要将输送机更换为面溜子，面溜子一般運输长度60-80米，将运输设备机头硐室开在第二个贯通四岔门以里距卸载点45米，完善卸载架与6404W运输巷皮带搭接，前置的卸载段为吊挂皮带，可以根据搭接情况及空间合理调整卸载架高度，解决机头硐室放置在搭接点导致三岔门跨度大及立体交叉段架棚维护难的问题。
2）机头硐室位置解决后，为了保证皮带运行仍需要按中线刷帮至立体交叉段，刷帮前，提前打设3组锚索梁（2组3米、1组4米）代替棚腿，皮带里侧打设锚索桁架困难，而且打设位置皮带碍事；利用搪瓷溜槽转载实现两部皮带运输机合理搭接，同时6404W面3运输巷刷帮长度缩短，只需要刷帮至第三架棚即可，缩短4架棚，且未进入立体交叉区域，实现巷道基础本质安全。附优化搭接点少抹角刷帮的示意图（图3）
4 复合顶锚杆+锚索叠加联合支护技术
开门跨度大，加上开门处为复合顶板，顶板支护困难，为了避免后期回采中出现翻修现象，开门三岔门原巷道采用Ф21.6×6000mm锚索+锚索桁架梁压钢带补强支护，新开门三岔门采用锚杆+锚索叠加联合支护技术，实现锚网索支护一体化[2]。
1）锚索桁架梁压钢带补强支护
由于巷道跨度大，开始设计采用φ17.6×6000mm锚索每排保证三根，考虑该区段为三角区域，后期加上采动影响采用Ф21.6×6000mm锚索每排2根，锚索桁架梁长1.3米11#工字钢加工而成，每排一组锚索桁架布置（保证每排两根锚索）。靠帮锚索绳向巷道两侧倾斜，距帮1200mm，与铅垂线的夹角20-30°，确保锚索绳锚固段锚固在邻近帮部长度不小于500mm，防止冒落高度达到6000mm时整个支护体全部冒落，锚索锚固在邻帮岩石中，可以有效防止支护体整体冒落的现象，确保大跨度三岔门支护安全。附锚索桁架梁补强支护图（图4）。
2）锚杆+锚索叠加联合支护
锚杆、锚索叠加联合支护实质上是把锚杆范围内的组合梁通过长锚索将其固定在深部稳定岩层中，并通过锚索把力传递到围岩深部的稳定岩体内，通过悬吊作用，有效控制顶板下沉，确保巷帮煤层的稳定性。实践证明，叠加联合支护技术充分利用了锚杆的长度、韧性、刚度等属性，锚杆、锚索之间互相补充、互相强化，刚柔并济，形成了高强度、高弹性的稳定承载体，基本解决了复合顶板的强度低、扩容变形量大、扩容应力大、稳定性差等支护难题。附叠加联合支护图。
另外，这种叠加联合支护技术施工时，只要锚杆施工完即可继续掘进，锚索补强与主要工序作业时间缩短，平行作业工序个数增加，加快了掘进速度。
5 结论
1）优化开门施工方式，减少开门期间人工出矸劳动强度；
2）优化抹角长度及右帮牛鼻子及时补强支护，缩短开门跨度，节省补强锚索打设；
3）对三岔门补强支护进行优化，原设计打设锚索16组，优化后节省4组；
4）优化后刷帮长度缩短6.5米，而且施工工期比未优化前预计提前6天。
5）通过细节、工序环节进行优化虽然小，但是可以节省人工、提高效率；尤其是三岔门锚索补强支护及运输系统搭接优化，不但缩短施工工程量，而且保证巷道基础范围年限内的支护强度，实现基础本质安全化。
参考文献
[1] 张农，袁亮.离层破碎型煤巷顶板的控制原理[J].采矿与安全工程学报.2006（01）
[2] 单仁亮，孔祥松，田亮. 强帮强角煤巷锚杆支护方法[P].中国：ZL 2010 1 0243094.7，2012.
作者简介
曹淑良（1973-）男，山东新泰人，高级工程师，长期从事煤矿生产技术管理工作，现任翟镇煤矿副总工程师。
