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        沿空留巷支護(hù)方案改進(jìn)研究

        2018-09-11 08:30:06國(guó)
        山東煤炭科技 2018年7期
        關(guān)鍵詞:平巷端頭錨索

        馮 國(guó)

        (山西焦煤集團(tuán)西山煤電五人管理局,山西 太原 030022)

        1 工程概況

        西山煤電杜爾坪礦1106回采工作面主采的5#煤含有夾矸1~2層,煤層傾角平均13°,煤層平均厚度1.5m,分布較為穩(wěn)定,埋深479m,瓦斯含量較低,煤層直接頂為泥巖,厚度1.0m,基本頂為細(xì)砂巖、粉砂巖,厚度10.01m,直接底為灰黑色泥巖,厚度1.04m。此前多采用沿空留巷的方式開采,支護(hù)方式為:頂板錨桿采用高強(qiáng)度左旋無(wú)縱肋螺紋錨桿,布置方式:6根Ф22×2000mm,間排距為700×700mm,樹脂錨固劑端頭錨固,預(yù)緊力矩≥200N?m,采用鐵絲網(wǎng)、鋼肋梯子梁和鋼質(zhì)托盤;頂錨索采用鋼絞線錨索,布置方式:2根Ф17.8×5300mm,間排距為1500×1600mm,樹脂錨固劑端頭錨固,預(yù)緊力矩設(shè)計(jì)≥150N?m;靠采空側(cè)依次向巷道中部布置3排單體液壓支柱,間距分別為500mm、1200mm,排拒600mm。幫錨桿采用玻璃鋼錨桿,布置方式為:3根Ф20×2000mm,間排距為800×800mm,樹脂錨固劑端頭錨固。采用該支護(hù)方案時(shí),巷道變形量較大,影響了正常的生產(chǎn)安全,必須對(duì)原有支護(hù)進(jìn)行改進(jìn)。

        為此在1106工作面運(yùn)輸平巷進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)研究。1106工作面運(yùn)輸平巷采用梯形斷面,該巷除用作運(yùn)輸平巷外,兼做下區(qū)段回風(fēng)平巷,高幫側(cè)緊鄰采空區(qū),采空區(qū)不做充填,其他巷旁支護(hù)采用錨網(wǎng)索支護(hù)。

        2 支護(hù)方案的改進(jìn)

        為進(jìn)行相關(guān)研究,在1106工作面運(yùn)輸平巷掘進(jìn)過(guò)程中,分段采用原支護(hù)方案和改進(jìn)后的支護(hù)方案。

        改進(jìn)的支護(hù)方案:在原有支護(hù)方案基礎(chǔ)上,增加2根幫鋼絞線錨索,Ф17.8×5300mm,間排距為900×1600mm,樹脂錨固劑端頭錨固,預(yù)緊力矩≥160N?m,布置方式如圖1所示。

        圖1 留巷支護(hù)斷面圖(單位:mm)

        3 礦壓觀測(cè)

        礦壓觀測(cè)測(cè)線、測(cè)點(diǎn)的布置方式為:1#和2#為測(cè)點(diǎn),3#和4#為測(cè)線,對(duì)4個(gè)觀測(cè)地點(diǎn)進(jìn)行留巷圍巖規(guī)律的觀測(cè),如圖2所示。

        圖2 觀測(cè)點(diǎn)布置圖

        3#與4#測(cè)線對(duì)二次采動(dòng)后造成的頂板下沉量與實(shí)體煤幫水平位移量進(jìn)行觀測(cè),結(jié)果表明:圍巖深度與位移變形量成反比,深度越深,位移越小,圍巖深度達(dá)到一定程度,位移變形量不再增加,最后趨于一穩(wěn)定值,具體位移量參數(shù)分別如表1、2所示。

        通過(guò)對(duì)比改進(jìn)前后錨桿索支護(hù)方式發(fā)現(xiàn),采用改進(jìn)后的支護(hù)方案,頂?shù)装逡平孔畲?28mm,兩幫水平最大位移量216mm,分別相比原有支護(hù)方案下降了37%和21%,頂?shù)装逡平颗c兩幫水平位移量得到有效控制,如圖3所示。

        4 效果

        通過(guò)1106工作面運(yùn)輸平巷支護(hù)改進(jìn)研究可以發(fā)現(xiàn),沿空留巷圍巖變形量在改進(jìn)支護(hù)方案后有明顯的下降。從施工實(shí)際情況觀察可以發(fā)現(xiàn),留巷錨桿未出現(xiàn)脫落現(xiàn)象,錨索未出現(xiàn)拉斷現(xiàn)象,支護(hù)效果良好,能夠滿足安全生產(chǎn)需要。

        表1 頂?shù)装逡平侩S圍巖深度變化對(duì)比表

        表2 兩幫位移量隨圍巖深度變化對(duì)比表

        圖3 留巷圍巖深度與圍巖位移量關(guān)系圖

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