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        復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進支護技術(shù)應(yīng)用研究

        2017-03-09 18:06:57劉志煒
        環(huán)球市場 2017年31期
        關(guān)鍵詞:螺紋錨索斷層

        劉志煒

        平寶公司

        復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進支護技術(shù)應(yīng)用研究

        劉志煒

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        煤企想要實現(xiàn)長遠發(fā)展,必須要解決復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進支護問題。隨著煤礦資源的需求不斷加大,煤礦開采的強度和深度都在增加,這就必然遇到復(fù)雜的地質(zhì)條件。本文主要探討了過地質(zhì)構(gòu)造的主要方法。

        復(fù)雜地質(zhì)條件;煤礦掘進;支護技術(shù);地質(zhì)構(gòu)造;方法

        一.概述

        某礦所屬的井田地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜,經(jīng)常遇到斷層和陷落柱,其水文地質(zhì)條件偏向中等,屬于帶壓開采礦井。礦井初步設(shè)定的生產(chǎn)能力為180萬t/年,現(xiàn)在主要開采的煤層是3.4#以及9#。前者煤層的厚度維持在1.4-5.9m,平均厚度3.63m,煤層結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜,常含1-3層夾矸,上部和中部的夾矸層較為穩(wěn)定,3.4#煤層全區(qū)都能夠開采,可采指數(shù)1.0,變異系數(shù)為27.8%,煤層整體自西向東增厚,煤層屬于穩(wěn)定型。后者煤層厚度維持在1.65-6.12m,平均厚度4.21m,該煤層結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜,常含2-4層夾石,可采指數(shù)為1.0,變異系數(shù)為9.5%,煤層整體自東南向西北方增厚,煤層屬于穩(wěn)定型。在煤層頂板構(gòu)成上,3.4#煤層主要為黑色的砂質(zhì)泥巖,局部為細(xì)砂巖或者是中砂巖,而9#煤層主要為L1廟溝灰?guī)r,局部和前者相同,底板為泥巖。

        二.復(fù)雜地質(zhì)情況

        第一,斷層。該礦井田里面地質(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜,大致形態(tài)為傾伏狀、波浪式不對稱向斜結(jié)構(gòu),斷裂構(gòu)造情況主要包括以下三個帶,即東南部斷層帶、中心褶曲斷裂帶、西北邊緣斷層帶,區(qū)里存在很多的斷層,主要以正斷層形式出現(xiàn)。報告顯示,有55條落差大于5m的斷層,生產(chǎn)時還揭露了89條落差大于3m的正斷層,這對礦井生產(chǎn)形成阻礙。

        第二,陷落柱。受煤系基底奧灰?guī)r巖溶發(fā)育的原因,同時由于長時間的溶蝕,令煤系地層沿著地下巖溶塌陷,這就形成了現(xiàn)在的柱狀陷落。礦井在勘探時發(fā)現(xiàn)陷落柱3個,但采掘至現(xiàn)在已經(jīng)揭露49個。

        三.礦井過地質(zhì)構(gòu)造的方法

        第一,經(jīng)常用到的方法有瑞利波物探、巷探、鉆探等,通過上述方法對工作面前方地質(zhì)構(gòu)造情況進行查明,然后通過已知的工作面周邊構(gòu)造情況、相鄰巷道揭露構(gòu)造情況、有掘必鉆資料,同時結(jié)合預(yù)報編制過構(gòu)造的技術(shù)策略,再超前預(yù)測地質(zhì)構(gòu)造。

        第二,通過地質(zhì)預(yù)報以及勘探資料,對過構(gòu)造的安全技術(shù)策略進行提前編寫,同時對用到的類似工字鋼、破板、圓木等支護材料準(zhǔn)備好。

        四.掘進工作面過地質(zhì)構(gòu)造的方法

        1.過 斷層

        第一,3.4#煤過斷層。主要通過采用棚錨聯(lián)合的方式對斷層以及其前后5m的范圍進行支護,采用錨桿、鋼帶、鋼筋網(wǎng)、錨索結(jié)合的方式對巷道頂板進行全錨支護,全錨支護頂板時采用螺紋錨桿、錨索、鋼筋網(wǎng)、W型鋼帶聯(lián)合支護,在兩條鋼帶中間布置錨索,在兩幫支護時采用菱型金屬網(wǎng)結(jié)合螺紋錨桿的方式。架棚支護時候選用的工字鋼為11#礦用,棚梁凈口3.7m,棚距0.7m,梁長4m,腿長3.2m,攀幫構(gòu)頂時候按照幫三頂四的原則,叉角為0.5-0.6m。

        第二,9#煤過斷層。主要通過全錨支護的方式過斷層頂板,而巷道頂板全錨支護采用錨索、金屬網(wǎng)、錨桿相結(jié)合的方式。頂錨采取矩形方式進行布置,頂錨桿使用螺紋錨桿,規(guī)格為d20mm×12000mm,同時要和d6mm的鋼筋網(wǎng)結(jié)合,打注錨桿5根,間排距為1000mm×1000mm。幫錨桿布置時也呈矩形,間排距為也為1000mm×1000mm,同時掛金屬網(wǎng)。斷層上下盤打注對錨索要通過實際情況進行,所用錨索規(guī)格為d17.8mm×L6300mm。

        2.過 陷落柱

        第一,3.4#煤過陷落柱。如果陷落柱各項要求達標(biāo),比如巖性堅硬、無溶洞、膠結(jié)性好、無淋頭水、錨桿錨索預(yù)緊力符合要求等,此時選擇全錨支護,頂板采用螺紋錨桿(規(guī)格為d20mm×2000mm)聯(lián)合W型鋼帶和鋼筋網(wǎng)進行支護,同時再打錨索加強支護,錨索規(guī)格為d17.8mm×6300mm,在兩條鋼帶中間打錨索,每隔一排布置兩根。兩幫通過螺紋錨桿和菱型金屬網(wǎng)結(jié)合的方式支護,無炭柱段凈寬保持在4.5m,凈高大于3.0m,排距為800mm,同時確保斷面兩幫和地板平緩過渡。如果遇到錨桿錨索預(yù)緊力、無淋頭水、巖性堅硬、膠結(jié)性好、無溶洞不符合標(biāo)準(zhǔn),就得采用錨棚聯(lián)合的支護方式,選用11#礦用工字鋼,棚梁凈口3.7m,棚距0.7m,梁長4m,腿長3.2m,攀幫構(gòu)頂時候按照幫三頂四的原則,叉角為0.5-0.6m。

        第二,9#煤過陷落柱。若陷落柱頂部膠結(jié)完整且堅硬的話,支護方式選擇錨網(wǎng)聯(lián)合的方式,頂板采用螺紋錨桿和金屬網(wǎng)矩形布置相互結(jié)合的方式,螺紋錨桿規(guī)格為d20mm×2000mm,間距1000mm,打注錨桿5根,排距也為1000mm,幫錨采用螺紋錨桿和菱型金屬網(wǎng)矩形布置的方式結(jié)合,間距為1000mm,打注錨桿3根。若陷落柱煤巖混合、松軟、有淋頭水、頂部膠結(jié)松散,則采用全錨支護和架棚支護聯(lián)合的方式,架棚支護選用11#礦用工字鋼,棚梁凈口3.7m,棚距0.9m,梁長4m,腿長3.2m,攀幫構(gòu)頂時候按照幫三頂四的原則,叉角為0.5-0.6m。

        五.復(fù)雜地質(zhì)條件下煤礦掘進支護技術(shù)建議

        第一,要加強預(yù)報工作,對工作面構(gòu)造要進行綜合技術(shù)評價,然后提前編制過構(gòu)造技術(shù)。過構(gòu)造時要對過構(gòu)造技術(shù)測量進行驗證,一旦和現(xiàn)場不相符,那么就要第一時間調(diào)整。

        第二,過構(gòu)造時施工單位要有領(lǐng)導(dǎo)監(jiān)督和指揮,當(dāng)工作面掘進至破碎帶的時候,一定要加密支護,如果遇到冒落段,則選擇特殊的支護方式,禁止空頂作業(yè),落實敲幫問頂制度,發(fā)現(xiàn)隱患及時處理。

        第三,如果工作面出現(xiàn)嚴(yán)重的跨幫和頂板破碎的情況,適宜采用注漿技術(shù),該技術(shù)有很強的實用性,通過氣壓或者是液壓的方式把凝固的漿液注入巖石的孔隙、裂隙中,確保圍巖具有抗?jié)B性好、強度高、穩(wěn)定性高的特性。另外,在過構(gòu)造時該技術(shù)充分保障了巷道的安全,防止圍巖變形、降低巷道返修次數(shù)、提高巷道穩(wěn)定性,弊端為價格較貴,不宜批量使用。

        [1]陳遠云.復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進支護技術(shù)應(yīng)用分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟,2012,(10):102+104.

        [2]司栓柱.復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦采煤掘進支護技術(shù)的運用分析[J].山西能源學(xué)院學(xué)報,2017,30(03):12-13.

        劉志煒,1987.2;男;漢族,籍貫:信陽,本科,畢業(yè)于河南理工大學(xué);助理工程師

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