综采开切眼大断面锚网支护技术探讨
来源:用户上传
作者: 高春宝
摘 要:按巷道的支护方法,对锚网支护在大断面综采开切眼中的应用技术加以阐述,用对比的方法阐述锚网支护的优越性。
关键词:综采开切眼;大断面锚杆支护优越性
中图分类号:TV94+2文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)16-0279-02
1 传统的综采开切眼掘进支护方法
传统的综采开切眼采用梯形断面,支护方式为木棚支护,先选用小断面安装综采支架前,再刷成大断面,一棚梁中部加打两根或一根木支柱或金属支柱加强支护,棚柜一般为0.6m-1.0m,该支护方式掘进速度慢,材料消耗大,配置人员多,劳动强度大,人工费用高。在刷大断面时,架设大抬棚的笨重作业,具有一定的危险性。且传统的切眼支护方式制约了安装工作,作业人员有效利用空间小,作业安全性不高,在开切眼内进行“替柱、回柱”和回“大梁、柱腿”等支架设备安装时,存在较大的安全隐患。这种支护方式不能对顶板及周围的煤体进行早期管理,不能有效抑制顶板离层和冒顶现象的发生。
2 综采切眼锚杆支护设计方法
针对围岩具有复杂、多样的特点,在采用锚杆支护设计前,要采用现场调查和地质力学评估、井下监测和信息反馈及日常监测的动态信息设计方法。
现场调查内容包括围岩强度、围岩结构、地应力及锚固性能测试等。在现场调查内容的基础上进行地质力学评估和围岩分类,为设计提供可靠的参数。设计采用数值计算和经验相结合的方法进行,根据围岩参数和已有实测数据确定出比较合理的设计方案。并在井下实施,并且要进行详细的围岩位移和锚杆受力监测,根据监测结果验证或修正设计。正常施工后还要进行日常监测,以保证巷道安全。
3 综采工作面切眼锚杆支护举例
3.1 工作面切眼的基本情况
梅河六井四层煤在-50―+100水平,煤层自上向下逐渐变厚,煤层轴部由5.0m―12.0m,煤层厚度变化不稳定,煤层中含4―5层砂岩夹石,夹石厚度不稳定,在0.1m―0.6m之间,煤层倾角12°―14°之间,煤层顶、底板为褐色泥岩,直接顶为白色砂岩,厚度为0.8m,较坚硬,无伪顶,其上为2.10m厚的粗砂岩,之上为0.4m的碳质页岩,较破碎,再上为4.10m厚的粉砂岩,再上为0.2m厚的碳质页岩,非常破碎,之上是3.6m的粉砂岩,层理发育呈不规则形状,之上是石子岩、粗砂岩;直接底为砂岩,厚度为0.5m―1.0m左右,老底为褐色泥岩,致密、块状,厚度为9.0m。工作面主体构造为向斜轴南部属单斜构造,构造极为简单,工作面地层走向N120°,倾向约N35°,倾角12°左右。开切眼巷道断面呈矩形,宽6m,高2.8m,掘进断面积为16.82m,采用人工打眼放炮掘进一次成巷。
3.2 巷道支护
开切眼巷道采用树脂端锚锚固锚杆组合支护,并进行锚索补强和单体液压支柱加强支护。
(1)顶板支护。
永久支护形式:使用螺纹端锚锚杆规格型号为22mm×2400mm,钢筋锚杆规格型号为16mm×1600mm,间排距均为600mm,矩形布置;锚索规格15.24mm×6400mm,配套使用本矿制造的树脂锚固剂及4m长钢带托梁,排内每两根锚索配合钢带托梁组合成一个支护整体。钢带横向布置,在巷道中心线两侧左右对称支护,钢带托梁间距为2.4m,锚索间距为2.4m。顶锚杆为每排8根,螺纹锚杆和钢筋锚杆间隔使用。锚索滞后工作面距离不大于2.4m。
(2)加强支护。
采用π型钢棚加强支护,梁长3.6m,棚腿采用DZ-35型单体液压支柱,棚距1.6m,π型钢棚垂直巷道中心线左右对称布置,π型钢棚下单体支柱距巷道中心线为左右各1.5m。架π型钢棚滞后工作面不超过10m。
(3)巷帮支护。
开切眼的正帮采用贴帮戴帽点柱进行支护,支柱采用DZ-35型单体液压支柱,柱帽采用木托板,戴帽点柱间距1.0m,并用大拌背帮;反帮采用锚杆一网一木托板进行支护,帮锚杆规格为16mm×1600mm,间距900mm,排距800mm,矩形布置。
(4)支护效果。
根据围岩情况和采用锚杆支护后再进行加强支护,预计顶板变形不大,因属于单一煤层开采,切眼内矿山压力无明显显现,围岩变形量不大,顶板变形量最大不超过3mm。在顶板支护后基本处于稳定状态,两帮由于有锚网支护,且配有支柱及大拌背帮,也不存在片帮现象,较传统支护在顶板控制方面具有很大的优越性。至于支护效果是否成功,还有待于实践来证明。
4 综采切眼锚杆支护的优越性
4.1 安全方面
(1)综采切眼的有效空间增大,减少了架棚式支护对综采支架安装作业的制约,安装作业空间增大,作业的安全性大为提高。
(2)开切眼内支架设备安装过程没有了“替柱、回柱”及回“大梁、柱腿”开大帮的中间环节。不安全隐患减少,安装速度加快。
(3)锚杆支护下的整个空间比被动支护下的空间安全,采用锚杆支护,能及时对围岩进行控制,并充分利用顶板的自承能力,抑制顶板离层,防止冒顶事故的发生。
(4)锚杆安装工艺与架设木棚相比,具有小巧灵活的特点,避免了架设笨重大抬棚及其作业的危险性。
4.2 技术方面
(1)综采开切眼内采用锚杆支护,简化了设备安装工艺和准备工作,缩短了工作面的安装时间,缓解了采区接续紧张,为高产高效奠定了基础。
(2)在相同的条件下,锚杆支护断面比木棚支护需用断面小,对综采开切眼的通风、运输和安装、掘进断面设计相应缩小参数,使设计本身更趋合理。开切眼跨度、高度的缩小,减少了工作量和资金的投入,并且安全系数增加。
4.3 经济方面
按梅河六井5402―7402区工作面长度为75m一个综采开切眼计算。材料投入:锚杆支护比木棚支护少投入材料费850元/m,一共节约材料费63750元;工作费:锚杆支护比木棚支护可节省350元/m,一共节省工作费26250元,材料和工资一共可节省90000元;掘进速度:一般情况下,锚杆支护与架棚支护掘进快6―10天的时间,平均8天。安装速度:以开切眼75m计算,共需安装支架50架,在锚杆支护条件下,需10天,而在木棚支护下,因需要刷大帮,重新给大断面木棚支护需25天,再上架子仍需要10天时间,两者比较,因开切眼支护形式的改变,综采支架安装工期可提前25天。例如,六井有1个综采队,按年安装2个综采面计算(切眼长度按75m)与采用架棚支护相比,综采开切眼锚杆支护的经济效益为:支护材料及工资费用可节约18万元,节约工时66天;以日产1000t煤计,可生产原煤6.6万t,按吨煤利润100.00元计算,实现利润660万元,年总经济效益达3550万元。
综上所述,综采开切眼大断面采用锚杆支护替代木抬棚支护优越性明显。技术上先进,经济上合理,施工速度加快,采面的准备时间缩短,便于设备安装,工人的劳动强度大大减轻。巷道施工安全可靠,成本降低,具有较高的经济效益。
5 建议
目前、在我局岩巷和煤巷的小断面中锚杆支护已经有了成形的经验,但在综采开切眼大断面支护形式上还没有使用锚网支护的先例,因此还需要大家上下团结一心,把综采开切眼大断面锚网支护工作切实纳入工作议程上来。同时,工作技术人员还要加强学习,吸取好的先进经验,切实合理地根据各自煤层特征和顶底板岩性特征选择合理的支护参数。目前,虽然锚网支护还存在经验不足,但经过工程技术人员和科技人员的共同努力,锚杆支护这项工艺必将得到大力推广,我想在不远的将来它将在综采开切眼支护形式中占有一个重要的地位。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-619974.htm
