复杂地质条件下的顶板支护技术.pdf

2 0 0 8 年 第5 期 童 媳晨 科技 1 7 5 复杂地质条件 下的顶板 支护技术 李成银 ， 宋志安 新汶矿业集团翟镇煤矿 ， 山东 新泰 ， 2 7 1 2 0 4 摘要翟镇煤矿7 2 0 4 工作面副巷应力集中下复合顶板煤巷掘进， 采用锚带网、 锚索和架棚联合支护， 充分发挥了围岩的自稳能力和承载能 力， 采用液压支柱作为棚腿进行主动武补强支护， 成功地支护了高地压力复合顶板煤层巷道， 对相同条件下的井巷施工具有借鉴意义。 关键词 复合顶板联合支护 中图分类 号 T D 3 5 3 文献标识码B Ab s t r a c t Un d e rZh a i t o wn c o a lm i n e7 2 0 4wo r k i n g s u r f a c e v i c e l a n e s t r e s scon c e n t r a ti o n c 6 ． 0 m， 比原综采切眼宽 1 ． 0 m， 增大了顶板支 护的难度， 确定采用 8 O 液压泵站， 单体液压支柱“ 一梁 二柱” 配合锚带网锚索的联合支护方式 图 1 。 说 明 1 ． 7 2 0 4外切眼 8 9 m， 里切眼 5 8 m。一梁二柱 ， 支设在两排钢 带之间 ， 排距 0 ． 9 m， 外切眼需 用钢粱 9 9根， 里切 眼需用钢 梁 6 5 根 。2 ． 钢梁长度 3 ． 0～3 ． 5 m， 使 用 2 ． 2～2 ． 5 m单体支柱。 共计 3 2 8 棵 。3 ． 需配置 8 0 泵站一套。4 ． 开宽西帮使用木锚杆支护。 图 1 7 2 0 4切眼永久支护断面图 2 ． 2 支 护原理 锚带网支护能够与围岩形成共 下转第 1 7 7页 2 0 0 8 年 第5 期 参娃晨 斜技 1 7 7 数据分析和处理能力， 能对监测数据进行汇总， 生成统 计报表和进行趋势分析等， 以曲线、 表格、 动态模拟图 形等方式在各终端及大屏幕上实时显示， 系统服务器 与省局管理部门、 矿内各相关单位终端联网， 实现信息 共享最大化， 辅助领导进行安全生产指挥与决策， 便于 矿领导调度协调井下生产 ， 易于及时抢修设备， 更为重 要的是能有效预防水灾、 火灾、 瓦斯爆炸、 一氧化碳 中 毒等恶性灾害事故， 全方位监控了矿井的安全生产， 成 为矿井的一道坚固的科技保安防线。 2 由于监控系统能实时监控井下煤仓、 皮带集控 室、 井上煤场、 煤仓 、 磅房等重要生产场所， 实时传输煤 仓煤位、 煤场的发煤情况， 同时利用 L E D屏及时显示矿 井掘进进尺 、 产煤数量、 销煤数量情况， 极大地方便调 度指挥中心和矿领导指挥生产 ， 综合考虑各采煤队出 工采煤以及是否放落地煤 ， 大大提高了生产经营决策 能力。通过科学地调度生产 ， 科学决策产销关系， 每年 可多生产原煤从而创造直接经济效益。 3 体系中的异常监控信息语音报警、 手机短信与 电话直拨实时报警 ， 能 大大缩 短 当煤 矿监控 系统监 测 出异常情 况时向职能部 门、 矿领导 的汇报 时间， 为煤 矿 及时抢险救灾创造了条件。 4 体系中多媒体调度通讯系统、 井下小灵通系 统 、 P E D无线通讯急 救 系统 实现 了地面 与井下 三种方 式有效通讯。其 中调度通讯为有线， 该系统功能全并 且带有录音功能 。小灵 通系统为无线 ， 能与调度 电话 、 行政办公电话、 住宅电话互打。P E D系统为无线通讯， 能透过 3 0 0 0 m岩层传输安全或紧急救援信息， 即使在 调度通讯与井下小灵通因故障或事故都无法通讯的情 况下 ， P E D无线系统也能将地面各种信息直接发送到 井下现场。三种通讯方式的应用极大地提高了矿井的 通讯效率， 同时也确保了矿井在发生重大事故时能有 效保持井上下通讯 ， 这对于事故发生后的救援起着极 其重要的作用。 5 体系中的人员定位系统能够在当井下出现事 故时能立即掌握井下作业人员的确切位置与人数 ， 采 取体系中一种有线、 两种无线三种通讯方法与井下受 困人员进行联系， 以实行有效地指挥抢救。同时该系 统还具有下井考勤功能 ， 对下井人员 有轨迹追踪功 能 ， 能有效地对所有下井人员 的下井质量进行监督， 同时 对于监狱煤矿的犯人在井下的活动情况进行 了有效监 视， 有利于在井下对犯人的实行监管功能。 6 体系中无源光网的敷设 ， 在一对光纤内传输 了 井下“ 小灵通” 无线通信信号、 井下人员定位信号、 井下 调度电话语音信号、 井下各种监测信号， 极大节约了信 号传输费用 ， 性价比大大优于工业以太网， 同时也便于 维修 。 7 煤矿通过构建数字化防灾与救援体系， 大大提 高了煤矿的安全生产的现代化装备水平， 解决了煤矿 生产过程 中的安全与高效的矛盾。 上接第 1 7 5页 同的锚岩支护结构 ， 对巷道顶板起挤 压加固形成组合粱的作用 ， 提高围岩自撑能力， 减少顶 板离层发生； 锚索锚固在相对稳定的岩石顶板中， 对组 合梁进行悬吊， 阻止锚固层的整体外移 ， 并使锚固层保 持整体的稳定 。此次支护将工字钢棚腿 改为单 体液压 支护， 单体支柱具有较高的初撑力， 属主动支护， 能与 棚梁围岩形成有机的支护体， 进一步增强组合梁的稳 定性， 防止锚固的整体下沉离层。 3 施工管理 1 由于两 个切 眼处在 应力 集 中区、 顶板 破碎 ， 要 求巷道施工采用小循环施工， 减小空定距离， 控制顶板 开挖后离层量 的增 大 ， 保证巷道顶板的完整性 ， 提高 围 岩支撑能力。 2 专业管理人员及 区队管理人员必须三班盯班 进行现场施工技术指导 ， 监督检查现场施工质量， 确保 支柱打设 、 棚梁安设 、 锚索、 锚杆、 钢带施工符合设计要 求， 确保一次支护的安全性。 3 安排采煤专业业务过硬的支柱工打设支柱， 确 保支柱支设上仰下切、 初撑力符合设计要求， 有效控制 顶板离层发生 。 4 安监部门对两个切眼开宽施工进行重点监督 管理， 重点对支护质量进行检查， 主要控制支柱的一次 支护质量， 杜绝了卸荷支护、 超高、 坏死及防倒措施不 全的支柱， 减少了不安全隐患的发生。 4 支 护效 果 7 2 0 4 切眼在掘进期间， 托复合顶板孤岛掘进， 巷道 顶底 板 和两 帮 相对 移 近 量分 别 平 均 为 0 ． 1 1 0 5 m 、 0 ． 1 0 2 m， 顶 板 6 m深 范 围 内岩 层 的 总 离 层 量 平 均 为 0 ． 0 1 1 5 m， 完全满足生产和安全要求。该切眼在支架安 装及回采服务期间， 未发生冒顶、 片帮事故， 巷道顶板 未发生 明显离层 、 下垂及网兜现象 ， 巷 道最 小宽度始终 控制在 6 m以上 ， 保证 了工作面安全 、 J P , q生 产。 5 结束语 复合顶板锚带网加锚索加架棚联合支护变被动支 护为主动支护， 将巷道围岩由载荷体变为承载体， 减少 了围岩的松动变形， 充分发挥了围岩 自稳能力， 提高巷 道围岩的自身支护强度， 对压力集中区的复合顶板支 护有较强 的适应性。