卸压支护及锚带加强支护技术在架棚支护巷道的应用.pdf

卸压支护及锚带加强支护技术在架棚支护巷道的应用 施德军 1 ,肖青林 2 ,马国臣 2 1. 淮北矿业集团公司 袁店煤矿筹备处,安徽 淮北235134; 2.淮北市岱河煤矿,安徽 淮北235037 摘 要在复合顶板及压力集中区域内用工字钢架棚支护方式下,采用卸压支护及锚带加强支护技术,减轻了棚子 的压力,有效地控制了棚子变形,满足了支护的要求。 关键词工字钢;架棚支护;卸压支护;锚带加强支护 中图分类号TD353 文献标识码A 文章编号1008 - 8725200802 - 0063 - 03 Application of Pressure Relief Support and Anchor Belt Strengthening Support in Erecting Shed Support Radways SHI De - jun 1 , XIAO Qing - lin 2 , MA Guo - chen 2 1. Preparatory Dept. of Yuandian Coal Mine , Huaibei Mining Industry Group Comp. , Huaibei 235134 ,China ; 2.Daihe Coal Mine of Huaibei City , Huaibei 235037 ,China AbstractUnder the I - beam steel erecting shed support in the composite roof and pressure centralized area , the pressure relief support and archor belt strengthening support are applied. The sheds pressure is reduced. The sheds deation is effectively controled. The support requirement is satisfied. Key wordsI - beam steel ; erecting shed support ; pressure relief support ; anchor belt strengthening support 0 概况 岱河煤矿是一个产量120万tΠa的大型矿井,主 采3 ,4 ,5 煤,矿井共两个水平,一水平已回采结 束,二水平上山已回采完,只剩二水平下山块段,3 煤已基本回采结束,现剩4 ,5 两层煤,且两层煤为 1严格按伪斜管理,各班验收员在采面两端 定点划线管理,不准随意甩机头、 机尾,这样才能避 免支架歪架、 咬架甚至倒架而造成顶板状况恶化。 2严格控制采高,及时伸缩立柱加长段,防止 支架蹬空,保证支架接顶严密并有足够初撑力。 3加强工程质量管理,保证运输机平直,支架按 步距拉移不低于0155 mΠ 刀 , 保持支架成一条直线。 4坚持顺序移架,移架后要立即升紧升牢。 5发现支架歪斜及时调整。大范围歪架应从 一端逐架调架,调整应安排在生产班进行,实行动态 调架。歪架严重的应使用抬架圆木或单体柱调架。 6支架调整后,严格按正规循环作业。 7加强支架检修。支架导杆损坏要及时更 换,支架与运输机联接要安全可靠,禁用链条软连。 115 工作面托夹矸回采 工作面所采煤层为戊8、 戊9、 戊10合层。戊8及 戊9煤上部已采完,戊9煤层剩余014～112 m ,戊9, 戊10煤层中间有一层夹矸,灰色泥岩,厚度013～015 m。按正常回采工艺,下分层工作面应沿锈结假顶 回采;但由于砂岩顶板锈结差,加之含矸回采,原煤 灰分达35 ～40 ,因此,在戊9煤层剩余很薄的地 段,沿戊10煤底板托戊9、 戊10的夹矸回采。 1从机头开始向机尾方向托夹矸,每割一刀 煤向下托煤012 m厚,直到把夹矸托住。 2第一架与机巷走平,运输机逐渐下扎至戊10 底板。 3托夹矸期间,工作面联双网,顺山搭接015 m ,走向搭接016 m ,逐孔穿丝。 4托夹矸地段与假顶回采地段接合部要缓慢 过渡。过渡段要及时拉移超前架,每两架一块顺山 大板维护顶板。 5由技术熟练的支架工追机带压擦顶移架。 6当夹矸薄,破碎无法托住时,应及时调整采 面沿假顶回采。 116 加强设备使用与检修,提高支架支护阻力 综合机械化采煤要想实现高产、 稳产,必须要有 超前的防范意识,必须抓好设备检修,保养和正确操 作使用。把超前检修作为重中之重,保证各种设备 完好运转。因此,必须坚持按正规图表检修,认真抓 好日检、 周检和月检。设备中各种联接螺栓必须上 紧上牢,检修后的油管要吊挂整齐,各种阀组不串液 不漏液,各个机构动作灵敏可靠。同时,乳化液配比 浓度要保持在3 ～5 ,使支架有一个良好的工作 状态。 2 结论 通过对戊8 - 10- 21192工作面在复杂条件下综采, 在顶板管理方面取得了很好的现场管理经验,尤其在 过落差2 m以上断层和快速安全通过中切眼期间,月 产始终稳定在9万t以上,并对托夹矸控顶方法进行 了尝试,取得较好技术效果,为以后顶板管理方法的 进一步改进和矿井现代化建设奠定了一定基础。 收稿日期2007 - 10 - 22;修订日期2007 - 12 - 18 作者简介施德军1969 - ,男,安徽淮北人,工程师,毕业于大同煤校采煤专业,现任淮北矿业集团公司袁店筹备处主任。 第27卷第2期 2008年2月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol127 ,No12 Feb ,2008 复合顶板,煤质较软,顶板为采空区不适合用锚网支 护,基本上采用工字钢棚支护。在掘进及回采期间, 巷道和支架变形严重,巷道的变形主要表现在棚梁 被压弯、 棚腿脚,棚腿内鼓压弯,背木压断,工字钢 崩牙壳,两帮移近量达到700～900 mm ,因此,架棚 支护已不能满足安全生产需要。 炮掘工艺常造成局部巷道空帮空顶100～200 mm ,而在空帮、 空顶时,棚子变形反而较小,支护效 果较好。根据上述现象,在 Ⅲ423机巷试用工字钢 棚卸压支护技术,实践表明,采用此支护,有效地控 制了棚子变形,取得了显著的经济效益。 Ⅲ423机巷在 Ⅲ2采区,位于运输上山右翼,第 二个区段,左边为已回采的 Ⅲ324工作面和 Ⅲ524工 作面。巷道顶部为不可采区,上部为已回采结束的 Ⅲ421工作面采空区,南部以已回采完毕的 Ⅱ4416 工作面为界。Ⅲ423机巷走向长660 m ,斜长133 m。 该面煤层结构较复杂,有三个煤分层,二层夹矸。 1 支护参数 Ⅲ423机巷采用11 工字钢架棚支护,棚腿长 2.4 m ,棚梁长2.8 m ,棚距600 mm ,顶板采用大竹笆 规格长1. 6 m ,宽0. 8 m ,使用竹片串成、 竹背板 规格长0.8 m ,宽0.11 m ,使用竹片串成过顶,采 用塘材、 小竹笆规格长0.8 m ,宽0. 8 m ,使用竹片 串成背帮。 2 卸压支护 2.1 卸压支护原理 巷道围岩在未开挖前,原岩应力处于平衡状态, 当巷道开挖后,围岩原有应力平衡被破坏,只有达到 新的应力平衡,巷道才能稳定。采用工字钢架棚支 护时,是让棚子的支撑力及围岩自身的支撑力来抗 衡围岩压力,以期达到新的应力平衡状态。由于炮 掘施工常造成局部巷道空帮,棚子与围岩间有一定 的间隙,且棚子不能主动去支撑围岩,因此棚子不能 充分发挥的其支撑能力;只有当围岩应力释放时,巷 道顶板下沉、 两帮膨起,围岩紧贴棚子,钢棚的支撑 作用才能起到作用。如果释放围岩压力大于棚子和 围岩自身的支撑能力,棚子就会发生变形甚至垮塌。 卸压支护的原理就是采用人工方法,将围岩的部分 应力释放掉,再利用围岩自身支撑作用来降低棚子 承受的应力,从而减少对棚子的破坏。 2.2 卸压支护 2.2.1 一次卸压 棚子采用塘材、 小笆背帮,这有利于巷帮的卸 压。每安设3架棚子,留一棚子不背帮。用木楔沿 工字钢棚腿从上向下将棚腿与煤壁楔紧。两架棚子 之间用木撑子撑紧,再用拉杆把工字钢棚连为一个 整体,防止倒棚。当巷道帮、 顶来压时,由于每隔三 棚就有一棚没背帮,让岩体从没背帮处膨出,从而达 到卸压目的。每施工15～20 m后,对膨出部分进行 刷帮,以让棚子卸压,减少围岩对棚子的破坏。 2.2.2 二次卸压 经过一次卸压后,对围岩压力显现仍然比较明 显的地方进行二次卸压。二次卸压方式是打卸压 孔,卸压孔为围岩预留一定的空间,让围岩应力在这 个空间内进行释放,从而达到利用围岩自身有支撑 能力,减少对棚子的破坏。 1卸压孔的布置。在顶板上,每隔三棚,垂直 于顶板,打孔径50 mm、 深500 mm的卸压孔3个,孔 间距为900 mm;在两帮,每隔三棚,水平打孔径50 mm、 深1 m的卸压孔各4个,孔间距为500 mm。打 孔位置如图1所示。 2施工步骤。一次卸压后,发现巷道顶、 帮有 来压显现,出现塘材、 竹背板膨起现象时,立即进行 打卸压孔。 图1 卸压孔位置示意图 3 锚杆、 钢带加强支护 经过二次卸压后,巷道两帮变形量减小,基本能 满足生产需要。由于巷道底板没有支护,出现底臌 现象,两帮压力再次重新分布,造成棚腿脚。为 此,采用长2.0 m的M3钢带配合 18 mm2 000 mm 的螺纹钢锚杆进行加强支护。具体操作为每4个棚 子用1根钢带连接,4个棚子间夹着3个空当,在每 个空当间安设1根锚杆,每4个棚子安设3根锚杆, 锚杆间距为600 mm。锚杆距离底板300 mm、 水平向 下15 角。每根锚杆采用1卷 25 mm500 mm中速 树脂锚固剂卷锚固,螺母扭矩不低于300 Nm ,锚固 力不低于60 kN ,如图2所示。通过加强支护,有效 地控制了底臌的发生,使巷道处于稳定状态。 64 煤 炭 技 术 第27卷 防片帮网在刘庄煤矿西区软岩架棚巷道中的应用 王厚良,曹银龙,马均志 中煤第三建设集团公司 二十九工程处,安徽 宿州234000 摘 要在软岩巷道架棚施工中,采用前探梁作为临时支护,虽有一定的安全保障,但软岩施工时容易片帮。为保 证安全及质量标准化,采用防片帮网施工,取得一定的经济和社会效益。 关键词软岩;架棚;防片帮网 中图分类号TD353 文献标识码B 文章编号1008 - 8725200802 - 0065 - 02 Application of Defense - help Network in Western Area Soft Rock - shelf Roadways of Luizhuang Coal Mine WANG Hou - liang , CAO Yin - long , MA Jun - zhi No.29 Engineering Dept. , China Coal No.3 Construction Group Comp. ,Suzhou 234000 ,China AbstractIn the shelf soft rock roadway construction , the exploration beam is used as temporary support , It has a certain degree of security , but it’s easyfor wall caving in the soft rock - help construction. For the safe2 ty and quality standardization , the anti - tablets help network construction is used. The certain economic and social benefits are obtained. Key wordssoft rock; shelf ; defense - help network 0 工程概况 新集集团刘庄煤矿坐落在安徽阜阳颖上县,年 设计生产能力8 MtΠa。共有5个井筒,分别是副井、 矸石井、 中央回风井、 进风井、 西风井,开采水平为- 800 m。其中西风井井筒设计净径为 615 m ,井深为 81015 m ,冻结表土段为340 m ,基岩段47015 m。 施工的西区轨道石门、 胶带机联络巷、 西区井下 中央变电所硐室巷道基本为顺层掘进,岩层倾角逐 渐变大,为穿层掘进。穿过的主要岩层17 - 1煤、16 煤、 砂质泥岩、 泥岩、 细砂岩等。17 - 1煤,黑色,厚 113 m ,鳞片状、 粉末状为主;16 - 2煤,黑色,厚015 m ,块状、 粉末状为主;16 - 1煤,黑色,厚016 m ,块 状、 粉末状为主;砂质泥岩,灰色,块状,性脆、 易碎; 图2 加设锚杆、 钢带支护示意图 4 支护效果 Ⅲ423机巷总长度为660 m ,前100 m巷道的棚 子未进行卸压作业,只进行了打挑棚加强支护,棚 梁、 棚腿被压弯,竹背板、 塘材有90 都被压断,不 得已进行了多次换棚修护,但90 的工字钢已不能 二次直接使用。其后560 m的架棚巷道采用了卸压 安设锚杆、 钢带加强支护技术,巷道两帮位移量较 小,基本上没换棚,基本满足了生产需要,工字钢可 以直接二次使用。两种支护方式相比,工字钢一项 就节约了40万元。采用工字钢架棚支护,加卸压支 护和锚杆、 钢带加强支护对于复合顶板、 煤柱压力集 中区等围岩压力大的巷道可有效控制围岩对棚子的 破坏,综合经济效益显著。此项技术已在岱河煤矿 Ⅲ425 ,Ⅲ4214 ,Ⅲ3219等工作面推广应用。 参考文献 [1] 钱鸣高,刘听成.矿山压力与岩层控制[M].徐州中国矿业大 学出版社,2003. [2] 蒋金泉,韩继胜,石永奎.巷道围岩结构稳定性与控制设计 [M].北京煤炭工业出版社,1998. [3] 徐永析.采矿学[M].徐州中国矿业大学出版社,2003. 收稿日期2007 - 10 - 29;修订日期2007 - 12 - 18 作者简介王厚良1965 - ,男,安徽桐城人,高级工程师,硕士研究生学历,现任中煤第三建设集团公司二十九工程处处长,曾 发表论文多篇。 第27卷第2期 2008年2月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol127 ,No12 Feb ,2008