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千米深井综采工作面切眼刷扩支护技术

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  摘 要:深井综采工作面切眼安装设备刷扩后断面大,需要足够的支护强度,保证巷道的安全,口孜东矿根据巷道实际情况,采用锚网索支护,保证了巷道支护效果。
  关键词:深井;大断面;锚网索
  中图分类号:TD353.6 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)09-0164-02
  1 概况
  口孜东矿地面标高为+23.52~+27.58m,一水平为-967m,该矿121302工作面切眼布置在13-1煤层中,煤层全层厚度4.30~5.70m,平均厚度(含夹矸)5.34m,含一层夹矸(炭质泥岩,厚度0~0.58m,平均厚度0.40m),直接顶为由泥岩及煤线组成的复合顶板,厚度3.6~5.0m,平均厚度4.4m,普氏系数3~3.9;老顶为细砂岩,厚度2~4.2m,平均厚度3.3m,普氏系数6.8~7.5。切眼原断面宽5m,高5.2m,因设备运输、工作面安装需要,需对切眼进行刷扩,刷扩后断面达到9.5m宽,由于巷道埋藏深,地压大,需采取合适的支护方式,保证设备安装期间巷道支护断面满足需要。
  2 巷道支护形式
  采用工程类比法,根据121302工作面机巷、风巷地质情况、支护形式及矿压观测等资料,并借鉴以往切眼刷扩经验,采用锚网索支护方式。支护断面图见图1。
  锚杆采用MG500锚杆(Φ22×2500mm);锚杆托板采用150×150×12mm型窝型垫板加强支护;锚网采用Φ6mm钢筋焊制,规格为长×宽=2000mm×1000mm,网孔规格为100mm×100mm;钢带采用Φ12mm圆钢焊制,长度有1640mm及3040mm两种,根据现场情况搭配使用。锚索采用Φ21.8mm钢绞线加工,长度为9200mm、4200mm;锚索托板采用厚14mm钢板加工,大小两块叠加,大托板长×宽×厚=300mm×300mm×14mm,小托板长×宽×厚=150mm×150mm×14mm。锚固剂采用MSZ2850型和MSK2350型。M型钢带采用Q235钢板加工,长×宽×厚=3500mm×250mm×5mm,每隔1600mm布置一直径30mm的钻孔。
  3 刷扩方案
  工作面采用EBZ-200C型综掘机切割、装货,皮带机、刮板输送机联合装载、出货。刷扩时工作面配备一台EBZ-200C型综掘机布置在迎头,综掘机后设420型刮板输送机、1部SSJ-1000型皮带机,利用综掘机上的刮板输送机向后面的刮板输送机出货。每循环进尺1600mm,顶板破碎时要加强顶板管理,逐排进尺,循环进尺800mm。
  4 临时支护
  (1)临时支护工艺:综掘机切割后退回→安全检查→进入迎头→敲帮问顶→掏柱窝→铺网放好柱帽→打好点柱。综掘机迎头割窑结束后将综掘机后退至距离迎头大于5m的位置,然后将切割头落地后停电闭锁,随后对现场作业环境进行安全检查,找顶人员要站在永久支护下进行敲帮问顶,找尽迎头危岩浮矸后铺顶部锚网,锚网铺好后进行掏柱窝、打上戴帽点柱作业作为临时支护。(2)临时支护戴帽点柱中点柱要选用圆木(直径200mm以上、长度2500mm以上)或DWB28-30/100液压单体,柱帽选用方木制作(长×宽×厚=1600×180×180mm)。(3)戴帽点柱采取“一梁一柱”式,每循环布置两路,柱帽按平行巷道中线布置,点柱距刷扩巷中为700~800mm。戴帽点柱的柱帽应避开锚杆眼的位置,戴帽点柱打上后必须稳固有劲。(4)点柱顶端必须撑在柱帽的重心线上且必须压紧锚网,点柱要垂直岩面,垂直倾角不超过30度。(5)点柱必须打在实茬硬底上,当底板为煤或虚底时点柱下应穿木鞋,木鞋规格为300×200×100mm。柱帽和点柱采用8#铁丝“十”字捆扎在一起,并与顶板网片用8#铁丝软连接。(6)正常情况下柱帽沿巷道走向布置,顶板不规整时柱帽方向可作适当调整。
  5 工程质量要求
  (1)锚杆孔打眼深度为2450mm,允许偏差控制在0~+40mm范围内,锚索孔打眼深度为8950mm,允许偏差控制在0~+100mm范围内。锚杆外露长度控制在锚杆露出螺母10~50mm范围内,锚索露出锁具长度控制在为150~250mm范围内。锚杆螺母扭矩不小于260N·m,锚索预应力不得低于160kN。(2)锚杆和锚索角度要尽量垂直巷壁,锚杆允许偏差不得大于15°,锚索允许偏差不得大于3°。巷道拐角处锚杆、索均向上抬高15°。(3)锚网和钢带搭接长度不得小于100mm,锚网之间压茬处必须使用H钢带和锚杆进行固定,锚网之间接茬处采用双股12#铁丝每隔200mm进行绑扎牢固。(4)循环间预留锚网压茬,锚网间压接绑扎牢固,锚网采用锚杆压茬,钢筋网搭接不小于100mm,未压茬处用双股12#铁丝进行联网作业,联网点之间距离不得大于200mm。(5)刷扩通道拨门拐角处锚网必须用H钢带横行包边,搭接不小于200mm,打锚杆压茬。如因片帮漏顶而造成锚杆失锚时,可以补打4200mm锚索进行加强支护工作。(6)锚网施工时,纵筋必须紧贴岩面、横筋面向外。(7)锚网采用单层网支护。岩性破碎时,采取双层网加强支护。(8)支架安设采用边刷边安装方法,刷扩与安装的进度要保持平衡。(9)当矿压显现不明显时,回采侧帮部取消H钢带支护,帮部支护可调整至距底板不大于1000mm。(10)锚网支护时,顶部必须紧跟迎头进行锚杆支护,迎头4排顶部锚杆在施工不少于6根后才可以进行下一循环的施工。(11)正顶锚索支护距离迎头不得超过8m,顶板破碎的情况下锚索支护必须紧跟迎头,滞后迎头不得超过4m。锚索必须保证生根在稳定岩层中不小于2m。(12)顶部刷扩接茬处做好新老网搭接压茬质量管理工作。(13)围岩稳定时,帮部锚杆支护距迎头不超过10排,帮部最下一排锚杆距底板不超过1000mm;围岩条件差时,帮部锚杆支护紧跟迎头,帮部最下一排锚杆距底板不超过400mm。(14)锚索安装48h后发现预应力下降要及时补打。(15)刷扩后要每隔30m施工一组木垛用以加强顶板支护。木垛距单轨吊轨道距离不低于1.2m。(16)顶板条件稳定时,刷扩距安装支架距离不低于30m,不超过100m。顶板破碎时,不超过50m。
  6 安全技术措施
  (1)加强顶板管理,建立健全“敲帮问顶”制度,严禁空顶作业,临时支护要紧跟迎头。(2)一次允许刷扩最大距离为两排,然后支护两排最大控顶距不超过1800mm。顶板破碎时,逐排进尺。(3)顶板锚索必须使用双股8#铁丝一端固定到锁具下方,另外两端联接到支护好的锚网上(呈八字型),防止断锚伤人。(4)刷扩时顶板破碎或压力显现时应及时采取补打锚杆、锚索等方式加固巷道支护,确保施工安全。(5)当巷道高度过高,单体、点柱、托棚打不上时,可采用打木垛方式加强支护。(6)施工前对巷道内的各类电缆管线、设备进行覆盖保护。(7)施工时必须加强顶板管理,及时进行支护。(8)综掘机施工前,必须先检查综掘机周围及迎头的安全情况,发现问题必须及时处理。综掘机割到位后将综掘机退出,人站在安全地点,用合适的长钎进行敲帮问顶,及时找净迎头的危岩、浮矸,临时支护及时跟上。(9)臺阶法施工安全技术措施:上台阶长度要求15-20m,高度3.5-4.0m,待上台阶锚网索支护齐全后综掘机方可退回铲底进行下台阶施工;上台阶刷扩作业时,下台阶设专人进行警戒,严禁有人作业;综掘机从上台阶倒退前,人工将煤矸攉至下台阶,使上、下台阶型成缓斜坡,倒综掘机时,设专人警戒,综掘机向下20m内严禁有人;倒综掘机时,若无法形成缓坡,可人工使用道木、半圆木堆垫形成缓坡,使综掘机能够倒下。倒综掘机时专人指挥,防止撞碰木垛及管线。
  7 结语
  通过合理的支护设计,作业过程中加强顶板及工程质量管理,做好矿压观测工作,发现问题及时处理,保证了巷道支护强度,为工作面设备安全顺利安装打下了坚实基础。
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