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        西銘礦8號煤層錨桿支護研究及實踐

        2015-03-19 13:27:48王樹峰
        機械管理開發(fā) 2015年3期
        關(guān)鍵詞:錨桿圍巖變形

        王樹峰

        (山西焦煤西山煤電集團西銘礦,山西 太原 030052)

        引言

        近年來,煤巷支護技術(shù)在科學研究中持續(xù)發(fā)展,支護技術(shù)的理論并不是那么簡單單一,在漸漸成熟起來的支護技術(shù)中,運用支護的材料、工具等方面也都發(fā)生了本來的改變。錨桿支護技術(shù)變革的影響因素很多,例如,錨桿支護的材料是否得到改進,支護技術(shù)理論方面的內(nèi)容是否成熟等等。從支護方式的技術(shù)方面來說,如今已經(jīng)十分先進,不可能再有更大的提高了。但是,社會在不斷進步,許多東西都在不停地改變,而支護方式的技術(shù)工程規(guī)范卻在很多年來都沒有很大的變化,所以,在很多的方面無法滿足現(xiàn)在的發(fā)展要求。采準巷道支護方式用的是錨桿支護,巷道圍巖的強度強化,能明顯地穩(wěn)定高圍巖,而且具有減輕勞動強度、提高巷道斷面運用、降低支護成本、快速成巷、端頭維護工藝回采面及改良作業(yè)環(huán)境和生產(chǎn)安全條件的各種優(yōu)點,可提升礦井的經(jīng)濟效益。

        1 錨桿支護的主要作用

        1.1 組合梁的作用

        頂板的錨桿打入圍巖在層狀巖石巷道中,將較薄弱的巖層黏合起來,然后連到一起,讓其成為一個整體,組成巖石的板梁并達到提高頂板巖層的強度和剛度的目的,使巖層抗彎性能增加。錨桿支護的施工質(zhì)量必須達到施工要求。

        1.2 懸吊作用

        用錨桿懸吊冒落的巖層到冒落拱外比較硬,而穩(wěn)固的巖層上,使不穩(wěn)定的頂板巖層得到穩(wěn)固,這樣巷道就不會冒落了。

        1.3 加固和擠壓作用

        錨桿打進圍巖后把松軟的巖塊與錨固定在一起,巖石內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力得到平衡,妨礙了裂縫變大,從而變成了一個承載力很大的擠壓巖拱圈。

        1.4 減小跨度作用

        將錨桿設(shè)在巷道頂板上后,就相當于設(shè)了點柱在頂板上,減少了頂板跨度??缍茸冃?,頂板的下沉量和彎曲就會變小,這樣一來,冒落就減少了,頂板的穩(wěn)定性就增加[1]。

        2 錨桿支護的參數(shù)

        巷道支護效果直接受錨桿支護參數(shù)的影響,參數(shù)設(shè)計的準備是必要的,實際與支護的參數(shù)是不是匹配,都會影響巷道的穩(wěn)定性,如不匹配,巷道圍巖會出現(xiàn)變形,形成很多不必要的安全事故,即使不出事故也得對巷道重新進行施工,給正常生產(chǎn)造以及經(jīng)濟效益造成了相當大的影響。

        1)巷道頂板。老頂為石灰?guī)r,厚度為6.70m,含方解石脈及黃鐵礦石;直接頂為砂質(zhì)泥巖,厚度為4.50m,含植物化石碎片,較易破碎易冒落;偽頂為灰黑色頁巖,厚度為0~0.30m,層理、節(jié)理發(fā)育,較易破碎易冒落。

        2)巷道的底板。底為灰黑灰色砂質(zhì)的頁巖,其厚度為2.70m,含植物化石碎片;老底為灰黑色砂質(zhì)泥巖,厚度為2.35m,層理發(fā)育,含植物化石。

        在分析了原架棚支護的支護形式的基礎(chǔ)上,將試驗巷道錨桿參數(shù)確定為:頂板錨桿矩形布置,每排5根錨桿,規(guī)格Φ20×2 200mm,間距1 100mm,排距1 000mm;兩幫矩形布置,規(guī)格Φ20×1 800mm,排距1 200mm,間距1 000 mm,布置如圖1所示。

        圖1 巷道支護錨桿布置圖(mm)

        圖2為從掘進影響期表面位移、頂板總位移量為21mm、變形量很小,所以頂板是穩(wěn)定的,頂板變形25d后變?yōu)檫^渡期,然后進入穩(wěn)定期。

        圖2 巷道掘進影響期圍巖變形曲線

        2 運用錨桿支護的經(jīng)濟效益

        1)煤巷錨桿支護較傳統(tǒng)的架棚的優(yōu)點有:勞動強度減輕、巷道斷面運用提高、支護成本低、成巷速度較快、改良作業(yè)環(huán)境、回采面端頭維護工藝簡單化和安全生產(chǎn)條件的各種優(yōu)點(表1)。

        表1 試驗巷道與對比巷道經(jīng)濟比較表

        2)用錨桿鋼帶支護有效地控制了巷道的變形,圍巖的自身承載能力改變了巷道的承壓狀態(tài)[3]。

        3)保證了頂板完整,杜絕了前掘后修的現(xiàn)象,促進了安全生產(chǎn)。

        4 結(jié)語

        由于改善了準采巷道支護的方式,提高了圍巖的穩(wěn)定性。再加上之成巷速度快,提高了巷道斷面的利用率,降低了勞動強度,節(jié)約了支護材料成本等優(yōu)點,同時也提高了安全生產(chǎn)條件以及工作環(huán)境,成為礦井巷道的主要推廣應(yīng)用技術(shù)。

        [1] 侯朝炯,郭勵生,勾攀峰.煤巷錨桿支護[J].中國礦業(yè)大學出版社,1999(2):19.

        [2] 張農(nóng),侯朝炯.煤巷樹脂錨桿支護技術(shù)[J].礦山壓力與頂板管理,1999(3):10.

        [3] 曾石清,劉相壽,黃志彬.掘進工作面臨時支護問題探討[J].能源技術(shù)與管理,2004(3):29-30.

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