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        急傾斜極軟煤層錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

        2019-07-15 00:51:50魏永啟
        山東煤炭科技 2019年6期
        關(guān)鍵詞:離層間距底板

        魏永啟

        (兗州煤業(yè)股份有限公司,山東 鄒城 273500)

        1 礦井概況

        柴達(dá)爾煤礦位于青海省海北藏族自治州剛察縣北部與祁連縣相鄰的地帶,井田東西走向4.5km,南北傾斜平均寬0.25~0.65km,井田水平面積約1.8km2,斜面積2.8km2。M1煤層為礦井主要可采煤層,煤層厚度16.47~66.57m,煤層傾角50~70°,煤層普氏硬度系數(shù)0.5,全區(qū)可采。煤層頂?shù)装鍙?qiáng)度低,裂隙發(fā)育。其頂?shù)装鍘r性特征詳見表1。

        礦區(qū)位于祁連山褶皺擠壓帶中段,大通河中游中新生帶構(gòu)造拗陷中。礦區(qū)處于哈達(dá)~呼達(dá)斯不對(duì)稱向斜的中段北翼,展布方向?yàn)镹W-SE45°,傾向SW,呈一走向變化趨勢(shì)受南F0轉(zhuǎn)折形態(tài)控制的單斜構(gòu)造。地層傾角由西向東逐漸變陡。地表煤巖層產(chǎn)狀局部變化較大,至深部漸趨穩(wěn)定,礦區(qū)內(nèi)走向上未發(fā)現(xiàn)明顯的褶曲。井田內(nèi)主要斷層詳見表2。

        表1 M1煤層頂?shù)装鍘r性特征表

        2 巷道支護(hù)試驗(yàn)方案

        2.1 試驗(yàn)巷道概況

        試驗(yàn)地點(diǎn):3750工作面運(yùn)輸順槽和回風(fēng)順槽距切眼50~100m范圍。

        3750工作面面長(zhǎng)10~18m,推進(jìn)長(zhǎng)度220m,采用炮采滑移頂梁放頂煤工藝開采,采煤高度2.4m,放煤高度7.2m。

        2.2 巷道斷面設(shè)計(jì)

        巷道凈斷面按支護(hù)最大允許變形后的斷面進(jìn)行設(shè)計(jì),同時(shí)巷道凈高、凈寬要符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《煤礦巷道斷面和交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)要求。據(jù)此選用矩形巷道,設(shè)計(jì)凈寬2.5m,凈高2.1m,巷道凈斷面積為5.04m2。巷道斷面見圖1。

        表2 主要斷層(推覆體)一覽表

        圖1 巷道設(shè)計(jì)斷面圖(單位:mm)

        2.3 巷道支護(hù)參數(shù)

        采用錨網(wǎng)支護(hù)方式,錨桿選用管縫式錨桿,錨桿間排距700×700mm。金屬網(wǎng)選用菱形金屬,采用對(duì)接方式進(jìn)行連接,每一扣相隔100mm,當(dāng)頂板、幫部的巖石或煤層較為破碎時(shí),則金屬網(wǎng)采用搭接方式進(jìn)行,搭接長(zhǎng)度為50mm,每一扣相隔200mm,采用12#鐵絲雙股綁扎。

        (1)錨桿長(zhǎng)度

        按巷道圍巖松動(dòng)圈理論計(jì)算錨桿長(zhǎng)度:

        式中:

        L-錨桿全長(zhǎng),m

        B-組合拱厚度(根據(jù)圍巖松動(dòng)圈值,取1.1m);

        D-錨桿間排距,0.7m;

        L1-錨桿外露長(zhǎng)度,m(錨桿外露不計(jì));

        根據(jù)計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)錨桿拉拔力測(cè)試結(jié)果,確定錨桿長(zhǎng)度為1.8m。

        (2)錨桿間距、排距

        ① 按加固拱原理計(jì)算錨桿間距:

        式中:

        D-錨桿間距,m;

        L-錨桿全長(zhǎng),m。

        ② 按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算錨桿間距:

        式中:

        D-錨桿間距,m;

        N-圍巖影響系數(shù),取1.1。

        根據(jù)計(jì)算,考慮巷道實(shí)際狀況,確定錨桿間排距為0.7m。

        3 礦壓觀測(cè)

        為檢驗(yàn)巷道錨桿支護(hù)效果,評(píng)價(jià)支護(hù)方式、支護(hù)參數(shù)對(duì)巷道圍巖條件的適應(yīng)性,在試驗(yàn)巷道內(nèi)對(duì)頂板離層、巷道圍巖變形進(jìn)行觀測(cè)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下:

        (1)圍巖變形觀測(cè):運(yùn)輸順槽頂?shù)装謇塾?jì)移近量平均43mm,兩幫累計(jì)移近量平均27.5mm;回風(fēng)順槽頂?shù)装謇塾?jì)移近量平均42mm,兩幫累計(jì)移近量平均10.5mm。

        (2)頂板離層觀測(cè):運(yùn)輸順槽頂板深基點(diǎn)離層量平均為25mm,淺基點(diǎn)離層量平均21mm;回風(fēng)順槽深基點(diǎn)離層量平均17.5mm;淺基點(diǎn)離層量平均18mm。

        4 結(jié)語

        采用主動(dòng)支護(hù)形式的管縫式錨桿支護(hù)段,巷道圍巖變形量較小,能夠滿足工作面回采過程中對(duì)行人通道及通風(fēng)要求,降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約了生產(chǎn)成本。相較于坑木支護(hù),采用錨網(wǎng)支護(hù)后,每米巷道綜合成本減少223元,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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