楊云拴
摘 要:以華勝公司3102工作面大斷面切眼為例,介紹了聯合支護在大斷面切眼支護技術的應用,以期為日后的相關工作提供參考和借鑒。
關鍵詞:大斷面;切眼;聯合支護;煤礦
中圖分類號:TD353+.6 文獻標識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.127
在各煤礦企業大力整合資源、關小擴大、淘汰落后產能,加快大型煤產地和現代化大型礦企的建設,推廣“一井一面兩掘”技術的大背景下,煤礦井下的機械化程度越來越高,工作面設備日趨大型化、大功率化、重型化。為了滿足設備的使用要求,回采工作面的切眼斷面也要不斷擴大。在這種情況下,傳統的支護方式已經不能滿足大斷面支護技術的需要,而錨桿、錨索、錨網聯合支護屬于主動支護,它們的支護強度大、施工容易、支護成本低,能夠有效解決大斷面切眼的支護問題。現以華勝公司一盤區3102工作面為例介紹相關情況。
1 工程地質概況
3102回采工作面走向長度為1 580 m,傾斜長度175 m,采高2.2 m。該工作面位于井田中部,煤層傾角2°~8°,煤層厚度為2.2 m,工作面距2#煤層底板的平均厚度為4 m。2#煤層采用的是原地方小煤窯房柱式采煤法,層間小且上覆煤層局部采空。
2 切眼支護設計
3102工作面切眼支護如圖1所示。
圖1 3102工作面切眼支護示意圖
2.1 切眼斷面設計
根據3102綜采工作面機電設備配套尺寸和設備安裝技術的要求,3102工作面切眼設計長度為182 m,切眼毛寬6.2 m,毛高2.6 m,掘進斷面16.9 m?,凈寬6.0 m,凈高2.5 m,凈斷面15 m?,斷面為矩形,沿煤層頂板掘進。
2.2 錨桿支護設計
2.2.1 確定支護參數的依據
在具體工作中,可根據以下2點確定支護參數:①臨近工作面類似巷道現有支護狀況和地質條件;②現有大斷面錨桿支護技術成果和工程實踐經驗。
2.2.2 設計原則
錨桿支護的設計原則有3點:①一次支護原則。錨桿應盡量一次支護,避免二次或多次支護。因為這樣能有效控制圍巖變形。②“三高一低”原則。即高強度、高剛度、高可靠性和低支護密度原則。③低成本、高效益原則。在保證巷道支護要求和安全的前提下,在技術可行、施工可操作的條件下,做到經濟、合理,有利于降低巷道支護的綜合成本。
2.2.3 錨桿支護設計方案
切眼垂直于3102運輸巷和3102回風巷布置,長182 m,矩形斷面,毛寬6.2 m,毛高2.6 m,掘進毛斷面為16.12 m2,凈斷面為15 m2,采用“錨桿+錨索+W形鋼帶+冷拔絲網”的聯合支護形式。
2.2.3.1 頂部支護形式
頂部支護采用“錨桿+錨索+鋼筋網+W形鋼帶”的支護形式。錨桿為φ20×2 200 mm,間距0.8 m,排距0.8 m,每排8根,兩幫錨桿距幫200 mm,共需2 500根;托盤150 mm×150 mm×12 mm,共需2 500個。錨索為φ17.8×7 500 mm,間距1.6 m,排距0.8 m,共需660根;托盤250 mm×250 mm×16 mm,共需660個。鋼筋網的規格為1 000 mm×2 000 mm。
2.2.3.2 兩幫支護形式
左幫采用“鐵錨桿+塑料網”的支護形式,排距0.8 m,間距0.9 m;右幫采用“玻璃錨桿+塑料網”的支護形式,排距0.8 m,間距0.9 m。
在整個支護過程中,如果無法打入6.5 m的錨索,則采用木棚。木棚為φ200~250 mm的優質松木,梁長6.0 m,腿長2.5 m,棚距0.8 m,搭接處用拔釘鎖住。
針對個別區域的采空情況,采取“錨桿+錨索(短錨索)+鋼筋網+W形鋼帶+木點柱”的支護形式。
3 礦壓觀測和支護結果分析
已確定的3102錨桿聯合支護方案實施后,對3102切眼進行礦壓監測。在切眼開口處安裝一個觀測點,以后每隔30 m安裝一個觀測點,每個點安裝一套離層指示儀和離層儀觀察牌版。離層儀深部為7 m,淺部為3 m,在距工作面100 m的范圍內每天觀測,而100 m以外的位置,7 d觀測一次。通過一段時間的觀測發現,切眼中部和煤柱下方位移量比較大,兩端逐漸減緩。由于3#煤層埋藏較淺,頂板巖層比較穩定,所以,其深部位移量最大為16 mm,淺部位移量最大為6.5 mm。
通過觀測未發現頂板有較大的變化,錨桿、錨索也沒有破損的情況。補強支護的木點柱受壓后未出現裂紋,木點柱起到了補強支護的作用。
4 結論
錨桿、錨網、錨索聯合支護作為一種主動支護方式,具有支護及時、支護強度高、支護成本低等特點,所以,它被廣泛應用于巷道掘進中,特別是現代化礦井大斷面的施工中。與采用“錨網+木棚”支護方式的3101工作面相比,3102工作面采用的支護方式大大提高了掘進速度,提高了支護強度,節約了支護成本。總之,這種支護方式為我公司層間距薄、采用煤柱式采煤法的2#煤層提供了良好的支護方式。
參考文獻
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〔編輯:白潔〕