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        大斷面巷道過斷層的掘進(jìn)與支護(hù)方法

        2014-04-17 05:06:15張智斌
        技術(shù)與市場 2014年11期
        關(guān)鍵詞:礦壓錨索斷層

        張智斌

        (晉煤集團(tuán) 鳳凰山礦,山西 晉城048007)

        0 引言

        鳳凰山煤礦XV1304 工作面是一個綜采工作面。煤層內(nèi)存在斷層、薄煤區(qū)及其他構(gòu)造。

        XV13041 巷為矩形斷面。巷道沿頂破底布置,頂部采用錨桿、金屬網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù),幫部采用錨桿支護(hù)。

        根據(jù)施工經(jīng)驗,斷層區(qū)域由于受到地應(yīng)力的作用,圍巖松軟破碎,容易冒落,掘進(jìn)一次成巷困難;頂板巖層易風(fēng)化,風(fēng)化后支護(hù)易失穩(wěn)而引發(fā)冒頂。由于巷道原為下山掘進(jìn),遇正斷層后,工作面處于斷層的上盤,需以一定傾角上山掘進(jìn),才能重新進(jìn)入煤層。

        在巷道上山掘進(jìn)過程中,上盤巷道頂板及斷裂面巖層受到地質(zhì)作用影響已極不穩(wěn)定,必須全部挑落,將下盤的頂板作為巷道的頂板,但這樣又必然造成巷道的高度過大、巷幫維護(hù)困難的結(jié)果。經(jīng)井下現(xiàn)場觀察研究,決定在過斷層期間采用二次成巷,錨、網(wǎng)、噴支護(hù)配合加密錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。并且加強(qiáng)過斷層期間對支護(hù)工程質(zhì)量和支護(hù)效果的監(jiān)測工作,保證施工安全。

        1 斷層區(qū)域掘進(jìn)與支護(hù)方式

        1.1 二次成巷,及時控制頂板

        采用二次成巷的方法,即先用炮掘方法在斷層上盤掘出一個小斷面,及時安設(shè)錨桿、錨索控制頂板,再掘下部,最后成巷。

        采用此種施工方法能夠最大限度地縮短頂板裸露時間,使頂板得到及時的維護(hù),有利于頂板的控制;而且由于巷道上部的兩幫可以在下部掘出前先行得到維護(hù),有利于防止片幫,減小兩幫維護(hù)難度。

        1.2 縮小錨桿排距,強(qiáng)化錨索補(bǔ)強(qiáng)作用

        斷層附近的巖層受地質(zhì)作用的影響已變得很不穩(wěn)定,要獲得理想的巷道支護(hù)效果就必須加大錨桿、錨索密度,使巖層能夠保持最大程度的完整性,并在巷道圍巖穩(wěn)定性最差處加大錨索的錨深,以強(qiáng)化錨索懸吊作用。

        1.3 掛網(wǎng)控制巷幫變形

        由于巷道過斷層時高度較大,極易出現(xiàn)片幫現(xiàn)象,從而導(dǎo)致圍巖松動圈不斷擴(kuò)大,造成巷道支護(hù)整體失穩(wěn)。因此,必須在巷道幫部掛網(wǎng),使網(wǎng)與幫部錨桿形成一個支護(hù)整體,有效控制巷幫的變形,強(qiáng)化巷幫在支護(hù)體系中的支點作用。同時,為消除幫部竹錨桿錨固力不足的缺點,并適應(yīng)機(jī)采對工作面?zhèn)儒^桿可切割的要求,現(xiàn)場煤柱側(cè)和工作面?zhèn)?.3 m 高度以上均采用錨固力為50 kN 的金屬樹脂錨桿并加掛塑料菱形網(wǎng),工作面?zhèn)?.3 m 以下仍采用竹錨桿并加掛塑料網(wǎng)。由此巷幫的支護(hù)強(qiáng)度大大增強(qiáng)。

        1.4 頂幫噴射混凝土,避免巖層風(fēng)化

        噴射護(hù)覆能及時封閉圍巖,阻斷空氣對圍巖的風(fēng)化作用,防止圍巖強(qiáng)度急劇下降。斷層后方20 m 及過斷層期間,上部巷道掘出并安設(shè)頂幫錨桿后及時噴射混凝土,然后掘下部。在巷道錨桿全部安設(shè)好后,進(jìn)行全斷面噴射護(hù)覆。

        2 加強(qiáng)礦壓監(jiān)測

        礦壓監(jiān)測是檢驗錨桿支護(hù)質(zhì)量的重要手段。對XV13041巷斷層區(qū)域進(jìn)行礦壓觀測的主要方法為下面幾種。

        2.1 日常觀測

        每班對所安裝的錨桿進(jìn)行檢查,主要檢測錨桿的間排距、錨桿外露段長度、托板安裝、預(yù)緊力和聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量等常規(guī)項目。檢查率要求達(dá)到100%,并做好紀(jì)錄。此外,工作面安裝一套頂板離層指示儀,當(dāng)班必須派專人查看儀器讀數(shù)的變化情況。

        2.2 礦壓觀測

        包括綜合觀測和日常監(jiān)測。綜合監(jiān)測是在巷道內(nèi)設(shè)置綜合監(jiān)測站,進(jìn)行礦壓綜合監(jiān)測。日常監(jiān)測是按每排抽檢1 根的比例檢測錨桿的錨固力,每天按不低于30%的比例檢測錨桿預(yù)緊力,每天一次觀測頂板離層指示儀,以掌握頂板變形情況。

        采取以上措施保證了XV13041 巷斷層區(qū)域取得良好的支護(hù)效果,掘進(jìn)順利地通過了斷層破碎帶。

        3 結(jié)語

        隨著采煤工作面產(chǎn)量的逐年增加,要求巷道斷面越來越大,支護(hù)難度也隨之增大,傳統(tǒng)的棚式支護(hù)已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化綜采工作面高產(chǎn)高效的需要。錨桿支護(hù)因具有及時承載、預(yù)緊力大、支護(hù)效果好、勞動強(qiáng)度低、巷道維護(hù)簡單、適應(yīng)性強(qiáng)等特點,特別適于在大斷面巷道中應(yīng)用。XV13041 巷在特殊條件下嘗試采用錨桿支護(hù)獲得成功,為我礦進(jìn)一步發(fā)展和推廣應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)奠定了堅實的基礎(chǔ),同時也為巷道維修、處理冒頂?shù)裙こ烫峁┝丝梢越梃b的經(jīng)驗。

        [1] 《機(jī)械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組.機(jī)械設(shè)計手冊/上冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1979.

        [2] 煤炭工業(yè)部.煤礦安全規(guī)程[S].北京:煤炭工業(yè)出版社,1986.

        [3] 謝錫純,李曉豁.礦山機(jī)械與設(shè)備[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2000.

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