李旭濱 楊蘭寧 祝文峰
(河南省正龍煤業(yè)有限公司城郊煤礦綜采二隊,河南永城 476600)
關于綜采工作面沿空回采巷道支護與管理技術探究
李旭濱 楊蘭寧 祝文峰
(河南省正龍煤業(yè)有限公司城郊煤礦綜采二隊,河南永城 476600)
當今煤炭開采是保證我國經(jīng)濟整體發(fā)展的重要能源之一,對我國的建設事業(yè)起著不容忽視的推動作用。而在煤炭的開采過程中,綜采工作面會隨著開采的進行而出現(xiàn)巷道受壓力而變形的情況,影響了開采工作的進行。本文以實例為基礎,對煤礦中綜采工作面沿空回采巷道支護參數(shù)進行了簡要分析,并探討了支護管理技術的主要內容,為保證煤炭開采的快速安全進行提供了保障。
綜采工作面 沿空回采巷道 支護參數(shù) 支護管理技術
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,煤炭資源在我國的建設事業(yè)中有著不可替代的作用。雖然說近年來節(jié)能環(huán)保的理念逐漸深入人心,并且有著越來越多的新能源被開發(fā)出來,但煤炭仍然是工業(yè)發(fā)展過程中的重點,對煤炭的開采仍舊是煤炭資源儲備豐富的地區(qū)的主要產(chǎn)業(yè)。但在煤礦綜采工作面中,受到開采進度的影響,沿空回采巷道會出現(xiàn)不同程度的變形,影響了正常的開采工作,并會留下一定的安全隱患。本文選取了我國中部某礦為研究對象,對其綜采工作面沿空回采巷道的支護情況進行了分析。
本文研究所選取的實例為我國中部某大型礦井,年產(chǎn)原煤500萬噸左右,工作面為該礦西部采區(qū)某綜采工作面,該工作面的寬度達到了190m左右,長度達到了1500m左右,煤層的平均厚度為2.8m。在綜采工作面的西面是已開采的區(qū)域,在綜采工作面的東面是未開采的煤層。工作面的頂部為泥巖結構。工作面所使用的設備包括了變頻電牽引采煤機、掩護式液壓支架、刮板輸送機、轉載機以及膠帶輸送機等等。整體來說,包括了采煤設備、支護設備以及運輸轉移系統(tǒng)等三個部分。在該工作面生產(chǎn)期間,隨著開采的進行,沿空回采巷道受到外力的作用,出現(xiàn)了較為嚴重的變形。
在該綜采工作面中,兩側的沿空回采巷道受外力的影響變形嚴重,除了對變形區(qū)域進行糾正之外,還需要采取更加可靠的支護措施。該巷道的寬為4m,高為3.3m,所采用的支護方式主要包括了錨梁網(wǎng)、錨索以及幫部等三個部分。其中,在錨梁網(wǎng)部分所選用的材料包括了直徑為20mm的螺紋鋼錨桿、規(guī)格為5mm厚度的鋼帶以及相應規(guī)格的平焊金屬網(wǎng)。錨索部分所選用的材料主要為直徑為15mm的鋼絞線。在幫部所選用的材料包括了直徑為16mm的螺紋鋼錨桿、規(guī)格為10mm厚度的鋼帶以及相應規(guī)格的平焊金屬網(wǎng)。
從上文中可以看出,為了讓綜采工作面具有良好穩(wěn)定的結構,糾正沿空回采巷道的變形現(xiàn)象,需要采取的措施包括了錨梁網(wǎng)支護、錨索支護以及幫部支護三個部分,根據(jù)巷道的具體受力情況,可分別采用其中一種支護類型,也可以三種支護措施結合起來使用。這三種支護管理技術的具體內容如下。
(1)錨梁網(wǎng)支護管理技術。錨梁網(wǎng)支護措施是對沿空回采巷道進行支護處理最為基礎的一步,幾乎在巷道中的每一區(qū)域都需要在錨梁網(wǎng)支護的基礎上再得到其他類型的支護。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn),在錨梁網(wǎng)支護區(qū)域,沿空回采巷道的底部承受向上的壓力,而頂部所受到的壓力相對來說較小。特別是在距離綜采工作面較近的地方,底部所表現(xiàn)出的隆鼓變形現(xiàn)象尤為突出,圍巖呈現(xiàn)出更加明顯的變形。因此,對于這一部分的支護管理需要更加重視,避免底部的變形影響了正常開采工作的安全順利進行。
(2)錨索支護管理技術。錨索支護部分是建立在錨梁網(wǎng)支護的基礎之上,對錨梁網(wǎng)的支護起到很好的幫助與加強作用。在沿空回采巷道中,添加錨索主要是為了對變形嚴重的區(qū)域進行進一步的支護加固,并對巷道的形變采取預防措施,避免讓正常的開采工作受到形變的嚴重影響。一般在添加了錨索支護結構之后,在錨梁網(wǎng)與錨索的共同作用之下,沿空回采巷道的結構穩(wěn)定性會增強不少,并且對減輕變形程度具有很好的幫助作用,但仍然不能完全消除巷道變形對開采工作所產(chǎn)生的影響。經(jīng)過對該綜采工作面中沿空回采巷道的影響分析發(fā)現(xiàn),在添加了錨索支護之后,圍巖斷面的收縮率為55%左右,斷面的大小保持在6m2左右。
(3)幫部支護管理技術。幫部支護具有更高的完善性,通常在錨梁網(wǎng)支護以及錨索支護的基礎之上進行。特別是在變形現(xiàn)象較為嚴重的沿空回采巷道中,為了消除變形現(xiàn)象所帶來的影響,讓開采工作更加順利地進行,可采用幫部支護的方式來達到加固效果。在該沿空回采巷道中,采取了幫部支護措施之后,巷道的變形現(xiàn)象得到了更大程度的抑制,變形對開采所帶來的影響作用消減得更低。經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過錨梁網(wǎng)、錨索以及幫部支護之后,巷道斷面的面積達到了8.5m左右,斷面的收縮率控制在了35%左右,該水平可較好地保證開采工作的順利安全進行。
(4)支護管理技術所帶來的成效。在綜合采取了錨梁網(wǎng)支護、錨索支護以及幫部支護等一系列措施之后,該沿空回采巷道的變形現(xiàn)象得到了很好的控制,更加方便開采工作的進行。首先,安全隱患得到了很好的控制,開采工作有了最為基礎的安全保障;其次,對變形的控制方便了原煤的運輸轉移,加快了開采速度;最后,支護管理技術的應用讓沿空回采巷道避免了在以后的開采過程中再次發(fā)生嚴重的變形現(xiàn)象,對綜采工作面的后續(xù)安全來說具有非常深遠的意義。
綜上所述,綜采工作面的沿空回采巷道隨著開采的進行,在外力的作用下會發(fā)生較為嚴重的變形,影響了正常開采工作的進行。因此,對綜采工作面的沿空回采巷道采用支護管理技術非常中,從錨梁網(wǎng)支護、錨索支護以及幫部支護等三個部分來進行管理,對具體的巷道變形情況進行深入分析,了解支護變形結構對綜采工作面所產(chǎn)生的影響。通過支護管理技術,可以很好地讓沿空回采巷道的變形情況得到控制,對保證正常安全的煤炭開采進行產(chǎn)生了非常重大的影響。
[1]王滿想.平頂山礦區(qū)深部回采巷道支護效果模糊綜合評判研究[D].河南理工大學,2011.
[2]屠世浩,王方田,竇鳳金,袁永,魯巖.上層煤柱下綜放沿空回采巷道礦壓規(guī)律研究[J].中國礦業(yè)大學學報,2010(1):1-5.
[3]郝升明,耿耀強.深部高瓦斯綜放面回采巷道支護技術[J].煤炭科技,2012(1):98-100.
[4]李紅軍.煤礦回采巷道支護原則探討[J].山東煤炭科技,2013(1): 139-140.