锚网支护在沿空送巷支护中的应用.pdf

2 0 1 4年第 2期 互瞧晨 斜救 2 5 锚 网支护在沿 空送巷支护 中的应用 林恩健 肥城矿 业集团公 司白庄煤矿 ， 山东 肥城2 7 1 6 1 2 摘要煤巷锚 网支护是一种新型的 支护技术 ， 而在沿空送巷 中进行 支护 方式改革 ， 推 广使 用这种技 术是一种 新的 尝试。通 过对 3 7 0 3沿空运 中巷支护的主要机 理研 究； 确 定了采 用锚 网支护的技术参数 ； 研 究 了现场施 工方法 ； 进行 了现场试验 ； 取得 了 较好的支护效果与经济效益 ， 为沿空掘进煤巷锚 网支护的进一步推广积累了经验 。 关键词沿空巷道锚 网 支护设计施工 中图分 类号T D 0 3 5 3 ． 6 文献标识码 B d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 52 8 0 1 ． 2 0 1 4 ． 0 2 ． 1 2 App l i c a t i o n o f Anc ho r Ne t S up po r t i ng i n S e n di n g Al o n g Go af Ro a dwa y L i n E n j i a n F e i c h e n g M i n i n g G r o u p C o m p a n y B a i z h u a n g C o a ] Mi n e ， S h a n d o n g F e i c h e n g 2 7 1 6 1 2 Ab s t r a c t T h e a n c h o r n e t s u p p o r t i n g i n c o a l r o a d w a y i s a k i n d o f n e w s u p p o r t i n g t e c h n o l o g y ，a n d alo n g t h e e mp t y s e n d e v e n s up p o rt mo d e r e f o r m ，pr o mo t i n g t he u s e o f t hi s t e c h no l o g y i s a n e w a t t e mp t ． Th r o u g h i n 3 70 3 a l o n g t h e a i r l a n e s up p o rti n g t h e ma i n me c ha n i s m r e s e a r c h；d e t e r mi n e t h e a n c h o r n e t s up p o rti n g t e c h ni c a l p a r a me t e r s ；s t u d y o n t he s i t e c o n s t r u c t i o n me t h o d s ．T h e fi e l d t e s t a c h i e v e d g o o d s u p p o rti n g e f f e c t a n d e c o n o mi c b e n e f i t a n d a c c u mu l a t e d e x p e r i e n c e f o r t h e e mp t y o f t h e a n c h o r n e t s u p p o rti n g i n c o a l r o a d wa y a n d i t s f u rt h e r p r o mo t i o n ． Ke y wo r d s a l o n g g o a f r o a d wa y a n c h o r n e t s u p p o rti n g d e s i g n c o n s t ruc t i o n l 沿空巷道工程概况 白庄煤矿 3 7 0 3工作面开采 3 ． 煤层， 为气煤， 厚度 在 2 ． 8～ 4 ． 6 m之间， 平均 3 ． 8 8 m， 煤层结构简单。煤层 直接顶为粉砂岩 ， 灰黑色， 厚度 1 ． 5～ 6 ． 4 m； 老顶为中 砂岩， 钙质胶结， 裂隙发育， 厚度为 1 4 ． 0～1 9 ． 2 m。直 接底为粘 土岩 ， 团块状 结构 ， 厚度 0 ． 5～ 4 ． 2 6 m。老底 为 中砂岩 ， 中粒石英砂岩 ， 厚度为 1 1～ 1 4 ． 6 m。3 7 0 3工 作面走 向长 7 3 0 m， 顶板破碎且 断层多 ， 构造复杂 。下 方 的 3 7 0 5工作 面已回采完毕 为老 空区。根 据矿压观 测资料 ， 该 区域工作面采动最大波及范围为 2 4 m， 原设 计 3 7 0 3运中距 3 7 0 5采空 区留煤柱 3 0 m。为最大限度 的回收煤炭资源， 经分析论证 ， 决定沿空送巷布置 3 7 0 3 运 中， 以回采该煤柱。优化后的 3 7 0 3运 中距老空 4 m。 以往沿空送巷运 中均采用架棚支护 ， 由于顶板压力大 ， 棚子变形严重， 几经扩修仍不能满足运输、 通风、 行人 收稿 日期2 0 1 31 0 3 0 作者简介林恩健 1 9 7 3 ． 7一 ， 男， 山 东东平人 ， 工程 师 ， 毕 业于山 东科技 大学采矿工程专业 ， 现任肥矿 集团公 司白庄煤矿生产技术部 副部 长， 从事煤矿开采技 术应用、 研 究工作 。 的需要 ， 且棚 子 回收 极为 困难 ， 增加 了工人 的劳 动强 度， 也是安全的重大隐患。随着科技进步和巷道支护 改革的深化 ， 白庄煤 矿经过不 断的探索 ， 在 3 7 0 3运 中 使用锚杆技术， 树脂“ 锚一网一索” 联合加强梁支护形 式 ， 取得了较好的效果。 2 锚网支护机理与参数设计 锚网梁联合支护是利用普通锚杆支护的原理， 对围岩进行挤压、 悬 吊、 组合梁等加固作用； 利用金 属网对围岩进 行围护 ， 防止松动 围岩 的垮 落 ， 减小 围 岩松动圈范围的扩大， 为锚杆支护效果提供有效保 证； 利用钢带及锚索梁的强度， 防止围岩的位移， 阻 止 围岩裂隙的加大 ， 增 强围岩 的稳定性 的强度 ， 起 到 无腿金 属棚的作用。 巷道掘进断 面为宽 高 3 ． 2 2 ． 4 m的矩形 断 面， 净断面积为7 ． 6 8 m ， 采用树脂锚杆配合扁型钢带 和金属网的组合支护， 并进行锚索补强。对顶板先 进行锚网支护， 再进行锚索和溜槽帮托梁补强支护。 顶 板锚 网支 护参 数 与技 术要 求 顶锚 杆 2 0 2 0 0 0 ra m的螺纹钢 ， 排距 8 0 0 m m。每排布置 4根， 中 2 6 互越藏 科技 2 0 1 4 年 第 2 期 间两根 问距为 8 0 0 ra m， 其它两根锚杆 间距分别 为 7 5 0 ra m， 靠近两 帮 的锚杆 与顶 板 水平 外 夹 角 为 8 0 。 。 金属网长 3 2 0 0 ra m， 两帮各留 3 0 0 ra m护帮， 网搭接长 度 为 5 0 m m。单 排每 间隔 2 0 0 m m用 1 2 铁 丝对 折 帮 牢。钢 带长 3 2 0 0 ra m， 沿 巷道宽 度方 向居 中布 置。锚 固方式采用 qb 2 37 0 0 m m 的树脂 锚 固剂 ， 每孔 使 用 一 块 ， 锚 杆锚 固力不小 于 7 0 k N 。 顶板锚索支护参数与技术要求 在大断面、 三岔 口、 断层带、 顶板破碎带等特殊地点安装锚索加强支 护 ， 布置在巷道的 中间 ， 托盘为长 7 5 0 m m的溜槽 帮制 作 ， 每孔使用两块树脂药卷 ， 锚 固力不小于 2 0 0 k N 。 对两 帮锚 网 支 护 的参 数 和 技 术 要 求 锚 杆 为 q b l 81 8 0 0 m m 的钢筋 制 作， 第 一根 锚 杆距 顶 板 4 0 0 ra m， 垂直煤壁， 第二根锚杆在底板以上 5 0 0 ra m， 与 煤壁下 夹 角呈 8 0 。 ， 锚 杆 排 距 为 8 0 0 m m。钢 筋 网为 q b 3 ． 8 m m冷拔 丝 人 工 编制 的经 纬 网， 网格 为 8 0 0 8 0 0 ra m， 网宽 9 0 0 ra m， 长度为 1 5 0 0 ra m， 网搭 接 长度为 5 0 m m。每根锚 杆采 用 2块 d P 2 8 m m、 长 度 2 0 0 ra m 的 速凝水泥药卷 ， 锚 固力不小 于 5 0 k N。 托盘采用 正 方形 碗状 托 盘 ， 规格 1 5 01 5 0 ra m、 厚度为 8 m m 的钢板 压制 而成 。钢带 采用 1 1 0 ra m 宽 扁型钢材制作 ， 布置四个锚杆孑 L ， 间距 9 0 0 m m。金属 网为 q b 3 ． 8 ra m冷拔丝人 工编 制 的经 纬 网 ， 网格 为 8 0 8 0 m m， 宽 9 0 0 m m。锚索 1 7 ． 8 ra m。 3施 工工 艺 锚 网支护 施工 工 艺 过程 为 放炮一 临 时支 护一 出煤一 永久支护 。迎头放炮采用 M z 一1 2型电煤钻 ， 侧 式供水 钻杆湿式打 眼 ， 眼深 1 8 0 0 m m。放炮后前 移 前 探 ， 前探支架 采用 2时钢 管制作 ， 长度 4 0 0 0 m m， 使 用 2根 ， 每根 2个 吊环 固定。冷拔 钢 丝 网托 在前 探 上， 把网与迎头第一块网连接起来， 然后用道木把网 接顶 。出煤采用 s G w_ _ 4 0 T溜 子运输 。永久支 护包 括 打顶 锚 杆眼～顶 锚 杆 安装一 打帮 锚 杆 眼一铺 设 帮 网一 帮 锚 杆 安 装 。顶 部 锚 杆 眼 及 锚 杆 安 装 用 MQ T 0 c L型气动钻机。一般情况下 ， 打眼深度比 杆体全长少 6 0～ 3 0 ra m， 用 压 风清 除孑 L 内积水 、 岩粉 和泥浆等杂物 ， 以防影响锚 固剂与孔 壁 的粘 结 ， 在树 脂 固化程 度已达 到最终 强度 的 8 0～ 9 0 ％ 时就可 以敷 设金属网、 上加强钢筋体 、 上托盘、 旋紧螺母 即可承 载 。用 电煤钻 打帮锚杆 眼 ， 用力矩扳手 安装 帮锚杆 。 测 ， 每 隔 2 0 m设 置 一个 观测 点 ， 每 隔 5天记 录一 次 ， 经过近2个月的观测， 对大量数据进行处理得出如 下结 论 顶 底 板 移 近 量 平 均 为 l 1 0 ra m， 最 大 为 1 3 5 ra m； 两 帮移 近量 平 均 为 2 3 0 m r n ， 最 大 为 2 6 5 m m， 巷道变形不大 。在工作 面推采过 程 中超 前压力 虽使 巷道变形程度 有 所加 大 ， 但 均 能满 足运 输 、 通风 、 行 人的要求 ， 巷 道 不需 进行 扩修 。该 工作 面现 已安全 推采近 5 0 0 m， 支护效果 明显 。 沿空巷 以往 采 用传 统 的架棚 支 护 ， 由于 该 巷道 距采空 区近 ， 构造复 杂压力集 中。虽然 棚距较 小 ， 巷 道变形仍很严重 ， 棚 子钻底 ， 巷道维修 量很 大。特别 是工作面推采 过程 中， 距 工作 面 5 0 m范 围 内由于受 超前压力 的影 响 ， 巷 道变形严 重 ， 影 响到通 风 、 运输 、 和行人 ， 棚 子 回收极 为 困难 ， 回收 率很 低 ， 造成 很 大 浪费 。沿 空巷 的变 形 严 重影 响 了采 煤 工 作 面 的 生 产 ， 不利 于安全 。 沿空巷采 用锚 网支护 有利 于 安全 操作 ， 便 于 施 工 ， 大大降低了工人的劳动强度， 锚网支护促进了掘 进效率的提高， 缓解 了采场接续紧张的局面， 且掘进 迎头的支护及时迅速， 巷道支护承压效果好， 有效地 降低片帮、 冒顶的几率。同时所用材料轻便， 极大地 提高了施工安全系数， 降低了工人的劳动强度 ， 免除 了 回采过程中职工 回收棚子的困难 。 沿空巷道支护成本降低 ， 架棚 时每架 棚成本 包 括背顶料 为 6 4 8元／ 架 ， 棚距 为 6 0 0 m m， 每米成 本 为 1 0 8 0元 ， 按棚 子回收复用率 5 0 ％计算 ， 每米实际成本 为 5 4 0元 。每米锚 网支护成 本经计 算 为 4 6 8元 ， 这 样每米巷道可 节约 成本 7 2元 ， 累计 节 约成 本 5 2 5 6 0 元。同时维护费用也大幅度降低， 类似条件巷道采 用锚 网支护 预计 每年 可节 约 巷道 扩修 维 护费 、 人 工 费 5 0 余万元， 进一步缓解了当前用工紧张的局面。 5 结论 锚 网梁 结构 有 效 地 改善 了顶 板 岩层 的受 力 状 态 ， 具有普通锚杆 和棚式支 架 的双重作用 ， 应用 于大 断面大采高沿 空巷 道达 到 了预期 效 果 ， 具 有 很 广泛 的推广应用价值。 【 参考文献】 [ 1 ] 周华龙， 华心祝 ， 赵明强．窄煤柱沿空掘巷锚梁网支 护实践[ J ] ．煤矿开采， 2 0 0 8 ， 0 1 4 9～ 5 0～ 5 3 ． 4 矿压观测及支护效果 E 2 ] 洪军， 陈福林全煤沿空巷道锚网支护可行性研究 [ J ] ．山 东煤炭科技 ， 2 0 0 8 ， O 1 1 1 0～1 1 1 ． 试 验 对 顶 底 板移 近 量 和 两 帮移 近 量 进行 了观 下转第2 9页 2 0 1 4年第 2期 膏崩蒺 舛技 2 9 架有 自身的特点 ， 其功能方面与一般支架相 同， 不同的 是还具备放顶煤的功能 。因此在支架的要求方面也多 了一些要求 ， 其后部的空间要求比较大， 方便后位铺设 输送机 以及放顶煤作业的实施。在设 备应用方面 ， 我 国自行研制的双输送机开天窗四连杆铰接液压支架 的 应用 ， 效果与支撑掩护式液压支架相同， 不同的是在掩 护梁部位增加了放煤结构， 这部分主要构成包含开关 装置 、 控制系统 、 二次破碎设备及输送机等 。 2 放顶煤方法 。在放顶煤 开采方式 的选择上 ， 主要根据煤层 与 围岩 的存在 方式 来定 ， 一 般包 含一 次采全厚 、 分层放顶煤 、 开 采顶分层及 开采 中分层等 开采方法 。常用的主要是 开采顶分层 及一 次采全厚 两种采煤方式。 ①开采顶分层方式。在开采前 ， 沿着煤层顶板 ， 将普通采煤工作面布置好 ， 开采过程中， 沿着工作面 底板将金属隔层布置好。分层工作面推进一段距离 以后 ， 在煤层 底板 位 置布 置放 顶煤 工作 面 。与普采 工作面 同步前进 ， 如图 2所示。这种开采方式放顶煤 中混入大量 的 杂质 ， 对 煤 的质 量产 生影 响 。而 在开 采效率方面该方法有效的提高了开采率， 在危险的 煤层或是瓦斯 含量 高 的煤层 ， 有效 的起 到 保护 的作 用 。该开采方式 的劣势 在 于需 要 消耗 一定 的材料 ， 而且在开采前要进行准备工作， 而且顶煤放落时也 受一次破碎作用的影响。该方法适合于煤层厚且比 较破碎的煤层 。 图 2 开采顶分层方 法示意 图 ②一次采全厚 方法 。该方 法是将沿 着煤层 底板 布置放顶煤工作面， 开采面推进一段距离以后 ， 开始 进行放顶煤作业。这种开采方法主要的优势在于前 期准备工作少， 缺点是杂质混入量大， 影 响煤 的质 量 。一般在厚度为 6 m至 1 2 m 的煤 层 比较适 用。该 方式主要的优势在于产量比较高、 操作方法简单 、 准 备工作少 、 开采成本低 、 适应煤层厚度变化的能力比 较强 。但是 由于煤 质 及采 出率 都会 受 到影 响 ， 而且 也 比较容 易引 起井 下 火灾 。通 常在 瓦 斯含 量低 、 且 没有 自燃危险 的倾斜煤层应用 比较多 。 4 结语 随着我国煤矿开采逐渐走 向机械化 、 规模化和 集约化， 在矿井建设中， 煤矿企业必须重视对高产高 效 的加强 ， 可持 续 的进行 发 展 。综合 机 械化 采煤 工 艺推动了现代采煤朝着高产高效的方向发展， 是煤 矿企业获得 良好的社会效益和经济效益的重要途 径 ， 因此值得推广。 【 参考文献】 [ 1 ] 静玉涛． 浅议对新世纪煤矿采煤工艺的选择[ J ] ． 中 小企业 管理与科技 ， 2 0 1 1 1 2 ． [ 2 ] 刘中海， 李岩松， 王启佳． 综采成套设备的配套原则 分析[ J ] ． 煤矿机械 ， 2 0 1 2 8 ． [ 3 ] 苏锋． 煤矿综合机械化的采煤工艺研究探讨[ J ] ． 企 业技术开发 学术版 ， 2 0 1 2 5 ． [ 4 ] 张四海， 崔佳佳， 郭志刚． 赵 固一矿 高产高效回采实 践[ J ] ． 河北能源职业技术学院学报， 2 0 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