關(guān)鍵詞:深部開采;大斷面;錨網(wǎng)帶支護
中圖分類號:O741+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
0 引言
我國煤炭經(jīng)過近百年的開采,部分礦區(qū)已到開采后期,礦井由淺部開采發(fā)展到深部開采。隨著開采深度的增加,礦壓顯現(xiàn)明顯,工作面及順槽支護困難,嚴(yán)重制約了礦井安全、高效發(fā)展。近幾年高工作阻力支架不斷出現(xiàn),大大地改善了深部開采工作面的支護效果,但順槽受礦壓影響,頂板下沉,兩幫鼓幫嚴(yán)重,維護困難,制約了工作面快速推進(jìn)。
某礦在開采過程中受沖擊地壓影響。一采區(qū)開采3煤,井下標(biāo)高-520~-640m,一采區(qū)的1304工作面采用傳統(tǒng)方式支護,與1304相鄰的1305工作面則采用大斷面支護技術(shù)。
一、順槽支護
1 傳統(tǒng)順槽支護
1.1掘進(jìn)支護
1304綜放工作面軌順為沿空巷道,與1303綜放工作面運順巷中至巷中的距離為8.5m,煤柱寬3.5m。軌道順槽為梯形斷面,采用錨網(wǎng)帶支護,巷道上凈寬4200mm,下凈寬5200mm,凈高3200mm,凈斷面積13.8m2;巷道頂幫鋪聯(lián)金屬菱形網(wǎng),頂部按800mm的間距錨固梯型鋼帶,均勻布置7根Ф22mm×2400mm的右旋無縱筋樹脂錨桿,錨桿間排距690mm×800mm;幫部布置5根Ф20mm×2000mm全螺紋錨桿,間排距650mm×800mm。頂部在巷中左右各0.7m位置打注兩排Ф22mm×8500mm錨索,錨索間距1.6m。順槽采側(cè)幫部在頂板往下0.5m、底板向上0.5m及幫中位置各打注1根Ф22mm×8500mm錨索,錨索排距1.6m。
1.2 超前維護
1304綜放工作面回采過程中超前維護距離為90m,其中超前工作面煤壁60m架設(shè)4路800mm×600mm金屬十字頂梁組成網(wǎng)狀頂梁配合單體液壓支柱支護頂板,每排4個金屬十字頂梁,即為“++++”形式,要求頂梁600mm長方向沿工作面走向布置,在每架金屬頂梁下支設(shè)2棵單體液壓支柱,形成每排8棵單體支柱支護;架設(shè)金屬頂梁段以外支設(shè)單排單體點柱,單體柱距與鋼帶排距相同,其長度不小于30m。
1.3 傳統(tǒng)支護缺點
(1)勞動強度大。支設(shè)單體,掛設(shè)十字梁,改支、更換單體等工作勞動強度很大。
(2)安全性差。巷道變形嚴(yán)重、工人勞動強度大易疲勞等原因增加了發(fā)生安全事故的可能性。
(3)支護困難。頂板下沉,兩幫鼓幫嚴(yán)重。
二、大斷面掘進(jìn)
1 掘進(jìn)支護
頂板沿3上煤與3下煤夾矸上平面掘進(jìn),底板沿3下煤底板掘進(jìn)。永久支護采用錨網(wǎng)帶、錨索聯(lián)合支護,支護排距800mm,微梯形斷面,實體煤幫87°扎角,沿空幫90°扎角,上凈寬4800mm,中凈寬4900mm,巷道高度3.5-4.3m。
(1)頂部使用長度4800mm、七組孔的梯形鋼帶,布置七根強度KMG500型
Φ22mm×2400mm的左旋無縱筋螺紋鋼錨桿,采用樹脂錨固劑全長錨固,距巷中左右750mm各布置一排Φ22mm×8500mm的錨索,錨索排距1600mm。
(2)兩幫每排各布置5根Φ20mm×2000mm的全螺紋鋼錨桿;沿空幫在相鄰的正常支護錨桿中間分別隔排插花布置錨索、錨桿。沿空幫頂板向下500mm按25-35度仰角打注一根5m長錨索,在幫部中間位置垂直煤壁打注一根3.5m長錨索;在沿空幫不打注錨索的相鄰兩排錨桿中間第一根與第二根、第二根與第三根錨桿中間分別布置一根Φ20mm×2000mm全螺紋鋼錨桿。
(3)頂、幫分別敷設(shè)采用8#鍍鋅鐵絲編織的菱形網(wǎng),巷道兩幫從頂板至夾矸下平面300mm范圍敷設(shè)雙層金屬網(wǎng)。
(4)工作面回采前在實體煤幫部正常支護的相鄰幫部兩排錨桿中間插花布置中空注漿錨索,錨索直徑22mm,壓注普通425#硅酸鹽水泥漿,錨索前后排距1.6m,上下間距1.05m。頂板向下200mm位置(夾矸中間位置)與水平成35°仰角打注第一根Φ22mm×5000mm的注漿錨索,第一根錨索向下1.05m位置垂直煤壁打注第二根Φ22mm×8500mm的注漿錨索。
2. 超前維護
1305工作面超前維護采用巷道支架,軌順布置5組ZCZ26500/22/38型巷道支架,運順布置2組ZT28000/20/38型巷道支架。
3. 巷道變形比較
1304工作面和1305工作面回采期間,在軌順每隔20m布置一個測點,測量巷道頂?shù)装逡平俊蓭鸵平浚S機選擇了10個點進(jìn)行比較。通過對比,采用大斷面支護后,巷道變形相比傳統(tǒng)的支護方式有了明顯減少。
三、五點體會
1、通過實施順槽大斷面支護,提供了足夠的空間,確保了順槽支架和順槽架空乘人裝置的使用。
2、優(yōu)化了斷面結(jié)構(gòu),增強了巷道整體承載性能。將支護斷面由梯形12°扎角改為微梯形斷面,沿空幫0°扎角,回采幫3°扎角,強化了兩幫的“承重墻”作用,使回采過程中巷道擴修、臥底等工作量大大減少。
3、幫部實施中空注漿錨索強化支護,增強了圍巖穩(wěn)定性。在回采過程中伴隨著圍巖壓力的釋放,圍巖會發(fā)生較大變形,通過注漿來增強圍巖松動圈的整體性,可以減少圍巖的變形。
4、超前支護采用巷道支架,支護效果好,而且大大降低了工人的勞動強度。
5、經(jīng)過在施工過程中不斷的摸索與發(fā)現(xiàn),我們應(yīng)加大規(guī)程、措施的貫徹力度,注重現(xiàn)場人員的操作規(guī)范,嚴(yán)格按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行操作。在今后各種掘進(jìn)巷道及巷修巷道中廣泛采用錨網(wǎng)支護,并根據(jù)巷道頂板的完整性來選擇錨桿的間、排距,合理的布置。
四、結(jié)語
為克服地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,巖石松軟破碎、巷道壓力大等困難,經(jīng)過長期的探索和現(xiàn)場實踐,不斷修訂錨網(wǎng)支護技術(shù)參數(shù),我國井工礦井已經(jīng)摸索出采用拱形斷面錨網(wǎng)支護技術(shù)的一些方法, 錨網(wǎng)支護作為一種比較成熟的巷道支護形式,與傳統(tǒng)架棚支護方式相比,在改善支護效果、降低支護成本、減輕勞動強度、提高巷道斷面利用率等方面都有顯著成效。
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