高春寶

摘 要:按巷道的支護方法,對錨網(wǎng)支護在大斷面綜采開切眼中的應(yīng)用技術(shù)加以闡述,用對比的方法闡述錨網(wǎng)支護的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞:綜采開切眼;大斷面錨桿支護優(yōu)越性

中圖分類號:TV94+2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3198(2009)16-0279-02

1 傳統(tǒng)的綜采開切眼掘進支護方法

傳統(tǒng)的綜采開切眼采用梯形斷面,支護方式為木棚支護,先選用小斷面安裝綜采支架前,再刷成大斷面,一棚梁中部加打兩根或一根木支柱或金屬支柱加強支護,棚柜一般為0.6m-1.0m,該支護方式掘進速度慢,材料消耗大,配置人員多,勞動強度大,人工費用高。在刷大斷面時,架設(shè)大抬棚的笨重作業(yè),具有一定的危險性。且傳統(tǒng)的切眼支護方式制約了安裝工作,作業(yè)人員有效利用空間小,作業(yè)安全性不高,在開切眼內(nèi)進行“替柱、回柱”和回“大梁、柱腿”等支架設(shè)備安裝時,存在較大的安全隱患。這種支護方式不能對頂板及周圍的煤體進行早期管理,不能有效抑制頂板離層和冒頂現(xiàn)象的發(fā)生。

2 綜采切眼錨桿支護設(shè)計方法

針對圍巖具有復(fù)雜、多樣的特點,在采用錨桿支護設(shè)計前,要采用現(xiàn)場調(diào)查和地質(zhì)力學(xué)評估、井下監(jiān)測和信息反饋及日常監(jiān)測的動態(tài)信息設(shè)計方法。

現(xiàn)場調(diào)查內(nèi)容包括圍巖強度、圍巖結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力及錨固性能測試等。在現(xiàn)場調(diào)查內(nèi)容的基礎(chǔ)上進行地質(zhì)力學(xué)評估和圍巖分類,為設(shè)計提供可靠的參數(shù)。設(shè)計采用數(shù)值計算和經(jīng)驗相結(jié)合的方法進行,根據(jù)圍巖參數(shù)和已有實測數(shù)據(jù)確定出比較合理的設(shè)計方案。并在井下實施,并且要進行詳細(xì)的圍巖位移和錨桿受力監(jiān)測,根據(jù)監(jiān)測結(jié)果驗證或修正設(shè)計。正常施工后還要進行日常監(jiān)測,以保證巷道安全。

3 綜采工作面切眼錨桿支護舉例

3.1 工作面切眼的基本情況

梅河六井四層煤在-50—+100水平,煤層自上向下逐漸變厚,煤層軸部由5.0m—12.0m,煤層厚度變化不穩(wěn)定,煤層中含4—5層砂巖夾石,夾石厚度不穩(wěn)定,在0.1m—0.6m之間,煤層傾角12°—14°之間,煤層頂、底板為褐色泥巖,直接頂為白色砂巖,厚度為0.8m,較堅硬,無偽頂,其上為2.10m厚的粗砂巖,之上為0.4m的碳質(zhì)頁巖,較破碎,再上為4.10m厚的粉砂巖,再上為0.2m厚的碳質(zhì)頁巖,非常破碎,之上是3.6m的粉砂巖,層理發(fā)育呈不規(guī)則形狀,之上是石子巖、粗砂巖;直接底為砂巖,厚度為0.5m—1.0m左右,老底為褐色泥巖,致密、塊狀,厚度為9.0m。工作面主體構(gòu)造為向斜軸南部屬單斜構(gòu)造,構(gòu)造極為簡單,工作面地層走向N120°,傾向約N35°,傾角12°左右。開切眼巷道斷面呈矩形,寬6m,高2.8m,掘進斷面積為16.82m,采用人工打眼放炮掘進一次成巷。

3.2 巷道支護

開切眼巷道采用樹脂端錨錨固錨桿組合支護,并進行錨索補強和單體液壓支柱加強支護。

(1)頂板支護。

永久支護形式:使用螺紋端錨錨桿規(guī)格型號為22mm×2400mm,鋼筋錨桿規(guī)格型號為16mm×1600mm,間排距均為600mm,矩形布置;錨索規(guī)格15.24mm×6400mm,配套使用本礦制造的樹脂錨固劑及4m長鋼帶托梁,排內(nèi)每兩根錨索配合鋼帶托梁組合成一個支護整體。鋼帶橫向布置,在巷道中心線兩側(cè)左右對稱支護,鋼帶托梁間距為2.4m,錨索間距為2.4m。頂錨桿為每排8根,螺紋錨桿和鋼筋錨桿間隔使用。錨索滯后工作面距離不大于2.4m。

(2)加強支護。

采用π型鋼棚加強支護,梁長3.6m,棚腿采用DZ-35型單體液壓支柱,棚距1.6m,π型鋼棚垂直巷道中心線左右對稱布置,π型鋼棚下單體支柱距巷道中心線為左右各1.5m。架π型鋼棚滯后工作面不超過10m。

(3)巷幫支護。

開切眼的正幫采用貼幫戴帽點柱進行支護,支柱采用DZ-35型單體液壓支柱,柱帽采用木托板,戴帽點柱間距1.0m,并用大拌背幫;反幫采用錨桿一網(wǎng)一木托板進行支護,幫錨桿規(guī)格為16mm×1600mm,間距900mm,排距800mm,矩形布置。

(4)支護效果。

根據(jù)圍巖情況和采用錨桿支護后再進行加強支護,預(yù)計頂板變形不大,因?qū)儆趩我幻簩娱_采,切眼內(nèi)礦山壓力無明顯顯現(xiàn),圍巖變形量不大,頂板變形量最大不超過3mm。在頂板支護后基本處于穩(wěn)定狀態(tài),兩幫由于有錨網(wǎng)支護,且配有支柱及大拌背幫,也不存在片幫現(xiàn)象,較傳統(tǒng)支護在頂板控制方面具有很大的優(yōu)越性。至于支護效果是否成功,還有待于實踐來證明。

4 綜采切眼錨桿支護的優(yōu)越性

4.1 安全方面

(1)綜采切眼的有效空間增大,減少了架棚式支護對綜采支架安裝作業(yè)的制約,安裝作業(yè)空間增大,作業(yè)的安全性大為提高。

(2)開切眼內(nèi)支架設(shè)備安裝過程沒有了“替柱、回柱”及回“大梁、柱腿”開大幫的中間環(huán)節(jié)。不安全隱患減少,安裝速度加快。

(3)錨桿支護下的整個空間比被動支護下的空間安全,采用錨桿支護,能及時對圍巖進行控制,并充分利用頂板的自承能力,抑制頂板離層,防止冒頂事故的發(fā)生。

(4)錨桿安裝工藝與架設(shè)木棚相比,具有小巧靈活的特點,避免了架設(shè)笨重大抬棚及其作業(yè)的危險性。

4.2 技術(shù)方面

(1)綜采開切眼內(nèi)采用錨桿支護,簡化了設(shè)備安裝工藝和準(zhǔn)備工作,縮短了工作面的安裝時間,緩解了采區(qū)接續(xù)緊張,為高產(chǎn)高效奠定了基礎(chǔ)。

(2)在相同的條件下,錨桿支護斷面比木棚支護需用斷面小,對綜采開切眼的通風(fēng)、運輸和安裝、掘進斷面設(shè)計相應(yīng)縮小參數(shù),使設(shè)計本身更趨合理。開切眼跨度、高度的縮小,減少了工作量和資金的投入,并且安全系數(shù)增加。

4.3 經(jīng)濟方面

按梅河六井5402—7402區(qū)工作面長度為75m一個綜采開切眼計算。材料投入:錨桿支護比木棚支護少投入材料費850元/m,一共節(jié)約材料費63750元;工作費:錨桿支護比木棚支護可節(jié)省350元/m,一共節(jié)省工作費26250元,材料和工資一共可節(jié)省90000元;掘進速度:一般情況下,錨桿支護與架棚支護掘進快6—10天的時間,平均8天。安裝速度:以開切眼75m計算,共需安裝支架50架,在錨桿支護條件下,需10天,而在木棚支護下,因需要刷大幫,重新給大斷面木棚支護需25天,再上架子仍需要10天時間,兩者比較,因開切眼支護形式的改變,綜采支架安裝工期可提前25天。例如,六井有1個綜采隊,按年安裝2個綜采面計算(切眼長度按75m)與采用架棚支護相比,綜采開切眼錨桿支護的經(jīng)濟效益為:支護材料及工資費用可節(jié)約18萬元,節(jié)約工時66天;以日產(chǎn)1000t煤計,可生產(chǎn)原煤6.6萬t,按噸煤利潤100.00元計算,實現(xiàn)利潤660萬元,年總經(jīng)濟效益達(dá)3550萬元。

綜上所述,綜采開切眼大斷面采用錨桿支護替代木抬棚支護優(yōu)越性明顯。技術(shù)上先進,經(jīng)濟上合理,施工速度加快,采面的準(zhǔn)備時間縮短,便于設(shè)備安裝,工人的勞動強度大大減輕。巷道施工安全可靠,成本降低,具有較高的經(jīng)濟效益。

5 建議

目前、在我局巖巷和煤巷的小斷面中錨桿支護已經(jīng)有了成形的經(jīng)驗,但在綜采開切眼大斷面支護形式上還沒有使用錨網(wǎng)支護的先例,因此還需要大家上下團結(jié)一心,把綜采開切眼大斷面錨網(wǎng)支護工作切實納入工作議程上來。同時,工作技術(shù)人員還要加強學(xué)習(xí),吸取好的先進經(jīng)驗,切實合理地根據(jù)各自煤層特征和頂?shù)装鍘r性特征選擇合理的支護參數(shù)。目前,雖然錨網(wǎng)支護還存在經(jīng)驗不足,但經(jīng)過工程技術(shù)人員和科技人員的共同努力,錨桿支護這項工藝必將得到大力推廣,我想在不遠(yuǎn)的將來它將在綜采開切眼支護形式中占有一個重要的地位。