大倾角煤巷锚杆支护技术.pdf

煤矿 现代化 2 0 0 6 年第2 期 总第7 1 期 大1 l 页 角煤巷锚秆支护技木 淮北矿业集团公司石台煤矿 韦庆舒 摘要 以3 3 1 1 机巷为例， 较系统地介绍大倾角煤巷锚杆支护技术的设计和应用、 针对实际条件所采 取的施工保障措施以及巷道支护效果和经济效益分析。 关键词 大倾角 煤巷锚杆支护 应用 石台煤矿是一个年产煤 1 2 0万 t 的大型矿井， 主采煤层为 3 群 煤层 ， 结构简单。I I I 3 1 l 工作面位于 I I I 1 采区上部 ， 煤层厚 2 ． 8 4 3 ． 5 m， 平均为 3 ． 2 m； 煤层倾角 2 2 4 0 。 ， 平均 2 6 。 ， 煤的坚固 度系数正值为 1 ．5 左右。顶板属复合顶板， 直接顶主要灰色泥 岩。 局部为粉砂岩， 厚 8 1 7 m， 平均厚 1 2 m； 局部有伪顶 ， 平均厚 0 ． 2 m； 老顶为浅灰 一灰白色细、 粉砂岩 ， 平均厚 3 6 7 m ； 直接底 为黑色泥岩， 平均厚 3 ． 2 m； 老底为砂质泥岩， 平均厚 3 ．6 9 m。该 区域 内煤层赋存稳定。直接底为灰色泥岩， 局部为粉砂岩， 平 均厚 8 ． 0 m。 石台煤矿大倾角煤巷传统上采用架工字钢棚支护 。施工 中， 顶部三角煤难以控制 ， 易掉落， 经常造成空顶 、 瓦斯积聚， 对安全威胁很大。采用坑木装顶又造成支护成本较高， 支护效 果差。为此矿上成立科技攻关小组， 决定在大倾角煤巷首次进 行锚杆支护的尝试， 取得比较理想的支护效果。本文以 I I I 3 1 1 机巷为例， 介绍大倾角煤巷锚杆支护技术。 1 支护设计 1 ． 1 巷道断面的确定 为确保巷道最终变形后能满足安全生产的需要 ，确定机 巷、 风巷断面为斜矩形 ， 净宽 净高 -- 3 ． 4 x 2 ． 6 m， 两帮高差约为 l 6 0 0 mm。 1 ． 2 支护设计 锚杆布置呈 3 5 5 型， 即顶板 5 根， 上帮 5 根 ， 下帮 3 根， 锚 杆的排距均为 9 0 0 m m。支护断面图见图 l 。 图 1 巷道支护断面示意图 1 ． 2 ． 1 顶板 支护 顶 板锚杆 为 5根高 强螺纹 钢锚 杆 ，锚 杆 的直径 为 中2 0 ram、 长 2 2 0 0 mm。 锚杆孔直径为 2 8 m m。 锚杆用树脂锚固 剂卷 K 2 5 3 5和Z 2 5 5 0 各一卷加长锚固，锚固长度达 1 0 0 0 ra m。 锚杆的间排距为 8 0 0 x 9 0 0 m m 。 靠上帮一侧的锚杆向帮部倾斜 2 5 。 ， 其它 4根垂直于顶板安装 ， 同时铺设金属网和 M钢带。 1 ． 2 ． 2 上帮支护 上帮锚杆为 5 根高强螺纹钢锚杆 ，其直径为 1 8 ra m 、 长 1 8 0 0 mm。 锚杆用树脂锚固剂卷 K 2 5 3 5和 Z 2 5 5 0各一卷加长锚 22 固， 锚固长度达到 1 0 0 0 mm。 锚杆问排距为 8 0 0 9 0 0 mm 。 上部 靠顶板锚杆向上倾斜 2 5 。 ， 其它 4 根垂直于煤壁安装 ， 形成有 效控制区， 防止片帮， 同时铺设金属网和 兀型轻型钢带。 1 ． 2 ． 3 下帮支护 下帮锚杆为 3根高强螺纹钢锚杆 ， 均垂直于煤壁安装。锚 杆直径为 中1 8 m m、长 1 8 0 0 mm。锚杆用树脂锚固剂卷 K 2 5 3 5 和 Z 2 5 5 0各一卷加长锚固， 锚固长度达到 1 0 0 0 mm。锚杆问排 距为 8 0 0 x 9 O O mm ， 同时铺设金属网和 n 型轻型钢带。 1 ． 2 ． 4 加 强支护 1 1 1 3 1 1 工作面是轻放工作面， 机巷、 风巷断面大， 受巷道高 度限制， 锚杆长度不能过长， 因此锚杆锚固范围较小 ， 对锚固 区的围岩变形起不到良好的控制作用，很容易引起顶板锚固 区外的顶板膨胀和离层， 易造成顶板冒落 ， 导致锚杆失效。因 此 ， 需采用预应力锚索加强支护， 提供高强度支护阻力以强化 顶板下移岩层。根据顶板围岩条件，锚索加强支护的锚深为 5 m， 钢绞线长5 ． 4 m。每 4排锚杆安装一套锚索， 锚索布置在巷 道的中间，每套锚索用树脂锚固剂卷 K 2 5 3 5一卷和 Z 2 5 5 0两 卷。锚索加强支护要根据现场实际情况， 顶板条件好则可以少 安设或不安设 。 ．2 支护施工与检测 顶板施工顺序为 安全质量检查一钻眼放炮一敲帮问顶一 临时支护一安设顶部锚杆一铺金属网一安设钢带一上托盘一 拧紧螺母至规定扭矩。 两帮锚杆施工顺序类似顶板锚杆，但必须先上帮、后下 帮， 由上至下依次进行， 防止上部片帮。 掘进时严格控制爆破。掏槽眼应布置在中下部。 其次是辅 助眼， 不设顶眼、 帮眼和底眼 少装药， 采用松动爆破。爆破后 巷道用风镐凿至设计尺寸 ，尽可能减少对顶板和上帮的震动 破坏。 每次放炮的深度为 9 0 0 m m， 放炮后及时支护。顶板锚杆 和上帮上部锚杆必须紧跟迎头， 减少顶板和上帮的暴露时间， 充分发挥围岩的自 稳能力 ， 下帮锚杆滞后不超过 3 排。 严格按设计的位置、方向、深度钻顶板锚杆孔和安装锚 杆、 网及钢带。 钻孔要直， 不得出现台阶。 安放树脂卷的顺序不 能颠倒， 搅拌时间 1 5 2 o s 和等待时间 2 0 3 o s 要充分。直径 b 2 0 ra m的锚杆配直径 q b 2 5 mm的树脂卷和直径 q b 2 7 m m的 钻头， 实现三者的三径匹配， 达到最佳锚 固效果。煤体较松软 地段采用风镐掘进 ， 禁止放炮。特殊地段必须加预应力锚索支 护。 应注意锚杆与锚索的预拉力匹配， 锚索预应力以3 0 4 0 k N 为宜， 防止二者不同步承载， 单个受力 ， 影响支护效果。顶、 帮 锚杆均使用高强螺纹钢锚杆，保证顶板锚杆初锚力不小于 1 5 0 N ． m， 锚固力不小于 8 0 k N ， 达到锚杆与围岩同步承载的 目 的。帮部锚杆初锚力不小于 1 0 0 N - m， 锚固力不小于6 0 k N 。 严禁使用普通金属锚杆或竹木锚杆 ，必须确保锚杆达到设计 维普资讯 h t t p //w w w .l w 23.c o m 论文网 论文大全 煤矿现代化 2 0 0 6 年第2 期 总第7 1 期 快 速 I 掘 进 技 术 宁夏煤业集团公司白芨沟矿 石凡生胡兴忠 摘要结合历年具体施工实践。 介绍推广应用快速掘进经验方法。 关键词 快速掘进平行作业 加强管理。 1 采用中深孔爆破， 多循环作业 1 ． 1 岩巷 采用 长2 2 ．2 m钻杆 ， 每个掘进头保持 8台风钻， 每次钻 进深度保持在 2 2 ． 2 m ， 5 0 ra i n 将眼全部打出。施工操作实行五 必须； ①钻眼前必须看好中腰线， 将巷道中腰线周边轮廓、 周 边眼的眼位用红漆画出；②钻眼工必须严格实行岗位责任制 和奖惩制度， 做到 “ 五定” 定人、 定钻、 定眼、 定位、 定责； ③钻 眼工作业时必须严格做到准 炮眼口对准划好的眼位 ； 平 各个炮眼互相平行、顶帮周边眼的倾斜度不得超过 3 。 ； 直 各个炮眼要直对巷道的轴线方向 ； 齐 同一深度的炮眼的 误差不得超过 5 0 m m， 以保证爆破后能形成较整齐而基本上垂 直的作业面 ； ④必须严格根据岩石硬度调整后的爆破图表控 制装药量 ， 尤其是周边眼不得超装 ⑤必须坚持一炮三研究 钻眼前研究、 装药联线研究、 放炮后看效果再研究。确保巷道 一 次成型， 每小班多循环。 不超挖不欠挖， 不加大装运工作量。 每循环 2 m，每班 3个循环 ，每小班可达 6 m，月进尺达到过 3 7 0 m， 折标准岩巷 5 1 8 m。 1 ． 2 煤巷 按常规的炮眼深度布置为 0 ． 7 m， 循环进度为 0 ．6 m， 就很 难提高掘进速度。为了提高掘进速度。 又要维持顶板不垮落 ， 采取底部、 中部打深眼， 顶部打浅眼。底眼、 掏槽眼、 两帮眼及 中部眼深度为 2 m， 顶眼深度 0 ． 7 m 。 放完炮。 即可支护第一架棚 子。第二架、 第三架， 虽然顶部煤体无冒落， 但受放炮震动后， 煤体松散。 用尖钎杆撬掉第二架顶煤后 ， 就可以支护第二架 ， 最后撬掉其余顶煤，就可以支护第三架 ，这样循环进尺可达 1 ． 8 m， 每小班门3个循环 ， 小班进尺可达 5 ． 4 m， 月进尺达到过 4 9 0 m ， 从而提高了掘进速度。 2 实行多工序平行作业 2 ． 1 岩巷 为 “ 三八” 作业制。 两个班掘进， 一个班喷浆， 掘进班打眼 与装矸平行作业 ，即先把迎头的矸石撤出迎头至耙斗装岩机 前 ， 留出不少于 7 m的空间， 然后迎头打眼即可和装矸平行作 业。每个掘进班剩约一茬炮矸石交给下一班装运， 喷浆班在拌 料期间装运第二个掘进班剩余的矸石还要铺道、 移耙斗机、 打 水沟 ， 形成装矸班与班交叉循环进行 ， 这样能充分利用空间进 行作业。由于掘进速度快 ， 必须使用两台喷浆机同时喷浆， 一 台迎头初喷。 一台后巷复喷， 否则支护跟不上。 2 ． 2 煤巷 采用楔形掏槽方法， 将 4 0 T或 2 0 B溜子机尾延至煤壁内， 放炮后只要开动溜子，大部分煤不用人工攉 ，自然随溜子拉 走， 剩余小部分煤 ， 抓紧时间迅速即可攉完。 进行支护。掘大切 眼时， 大小断面相距 l O m以上 ， 在大断面打完眼后， 打眼工随 即将水煤电钻移至小断面继续打眼，这时人们在大断而侧装 药 、 放炮、 清碴、 架棚 。 待大断面架棚完毕后， 小断而打眼装药 初锚力。帮部锚杆安装也必须达到设计要求。 由于锚杆支护工程隐蔽性大，施工班组必须配齐锚杆拉 力计和扭矩扳手， 加强现场监督和质量检测。每班都必须抽查 上一班的锚杆安装质量， 抽查数不少于总数的 3 0 ％。对上帮锚 杆要重点检查。 巷道每施 3 0 m设一观测点 ，技术人员每周要观测巷道围 岩的位移量， 记录原始数据， 进行科学分析 ， 及时反馈信息 ， 优 化支护设计， 确保工程质母和安全生产。 备齐足够的栅式支护材料 不少于 1 O架工字钢棚 ， 以备 特殊地段 如断层、 淋水地段等 意外发生时进行加强支护。 目前机巷己施工 5 0 0 m。 其中4 0 m为架工字钢棚支护的丢 顶煤巷道 ， 施工时容易造成空顶作业， 对安全威胁大。顶煤留 不住时要用木料充填， 浪费材料。成形后巷道压力大， 每月都 要卧底一次， 修复量大。而在锚杆支护段锚杆紧跟顶板及时支 护， 整体支护效果 良好 ， 安全可靠。据监测， 巷道最大移近量在 两帮不超过 4 0 0 m m，在顶底板不超过 3 0 0 m m，能满足生产要 求。 3 技术经济效益分析 p p p p、 p 在大倾角煤巷采用锚杆支护 ， 从根本 卜 改善巷道状况 ， 提 高支护效果 ， 消除了诸多安全隐患， 保证了安全生产。 采用锚杆支护减少了支护材料运输量 ，改善了生产中辅 助运输紧张状况。 此外还节约大量坑木 ， 降低艾护成本。I I I 3 1 1 j 二 作面煤层 倾角大， 构造应力集中， 压力大， 用梯形工宁钢栅支护顶煤不 易保留，造成空三角顶，需大量木料装顶 ，每米需要坑木 O ．7 m 3 。每米巷道工字钢棚支护的费用约为 1 1 0 0元， 加 f 多次 修复务工和小材料费用， 支护费用达 1 2 5 0元。而锚杆支护每 米巷道约 1 1 0 0元， r 节约材料费近 1 5 0 元。如再考虑运输 、 加 ] 、 回收、 损失率等因素， 节约还要更多。 降低工人劳动强度， 改善作业环境。锚杆支护材料的重量 轻、 运输量少、 支护易操作 、 机械化程度高。另外， 锚杆支护巷 道断面的利用率比架棚支护断面的利用率高， 作业环境改善 ， 有利于工作面的快速推进 ， 实现高产高效。 作 者 简 介 韦庆舒， 男， 1 9 6 8年出生， 1 9 9 2年毕业于淮南矿业学院矿 建专业。现在石台煤矿技术科从事技术管理工作， 技术科长， 高级工程师， 已发表论文多篇。 收稿日期 2 0 0 5 8 3 0 23 维普资讯 h t t p //w w w .l w 23.c o m 论文网 论文大全