摘要:近年來,由于經(jīng)濟的快速發(fā)展,社會生產(chǎn)生活對煤炭的需求量越來越高,同時也給煤炭生產(chǎn)和開采提出了更高的要求。在煤層開采中,部分煤層存在偽頂現(xiàn)象,雖然巷道支護很成功,但受到采動的影響,巷道錨桿多數(shù)都已失效,造成煤巷冒落,直接威脅著煤層開采和生產(chǎn)人員的生命財產(chǎn)安全。為確保煤礦開采工作順利進行,通過錨桿錨索對煤層沿空留巷進行支護,從而提高生產(chǎn)效率,促進煤礦企業(yè)健康發(fā)展。
引言
沿空留巷技術(shù)是目前煤礦生產(chǎn)、開采以及支護中十分先進、應(yīng)用最廣泛的一項技術(shù),主要包括采后充填技術(shù)和留設(shè)煤柱技術(shù)等。近年來,我國科學(xué)技術(shù)日新月異,給煤礦開采技術(shù)的發(fā)展帶來了新的機遇,錨桿錨索支護技術(shù)應(yīng)運而生,在沿空留巷上發(fā)揮了巨大的作用,進一步完善和豐富了沿空留巷技術(shù),為煤礦企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟效益和社會效益。筆者結(jié)合自身工作實踐經(jīng)驗,對錨桿錨索支護方式和技術(shù)進行了簡單分析,并使其應(yīng)用在煤層沿空留巷上,取得了不錯的實踐效果。
1工作面概況
平煤六礦某回采工作面走向長1500m,傾斜長215m,煤層采高2.2m,傾角8°。該地區(qū)煤層層節(jié)理發(fā)育,直接頂為灰色砂巖,層理發(fā)育厚度為5.0m。原煤巷采用石墻護巷技術(shù),且石墻寬3m,打貼幫柱架棚子支護。由于留巷后巷道受到一些不利因素的影響,使其出現(xiàn)了嚴重的變形、頂板下沉、底鼓等現(xiàn)象,嚴重威脅著煤巷中工作人員的安全,不利于煤礦生產(chǎn)工作順利進行。因此必須對其進行維修和支護。
2錨桿錨索在沿空留巷中的支護原理
結(jié)合煤礦山體壓力中煤層頂板板塊原理的假說,根據(jù)煤層開采和生產(chǎn)實際情況,發(fā)現(xiàn)頂板懸臂梁逐漸成為了錨桿錨索在煤層沿空留巷的支護原理。在進行煤層開采過程中,采后留巷呈現(xiàn)懸臂狀態(tài),原本支撐煤層的力量僅僅由石墻提供,另外就是一個下幫實體煤柱。在煤礦實際開采和生產(chǎn)過程中,由于下幫三角被破壞使得支接頂和偽頂,因此另一個支撐點需要用錨桿或錨索代替。在這個理論研究背景下,在不冒落的老頂上直接使用錨索或者錨桿,并通過其30t的預(yù)應(yīng)力將直接頂?shù)踝。蛊湫纬梢粋€懸吊支撐點,這樣大大減少了頂板下沉量,有利于維護開采后煤層留巷道的空間,避免了其受到破壞,從而確保煤礦生產(chǎn)和開采的安全性,提高開采效率。
3錨桿錨索支護在沿空留巷中的應(yīng)用
3.1錨桿錨索各項參數(shù)的確定在煤礦生產(chǎn)過程中,取消采后留空的石墻與煤柱支護,逐步采用錨桿錨索支護技術(shù),打破傳統(tǒng)舊形式的護巷理論,提高煤層與圍巖的穩(wěn)定性和安全性,幫助采煤隊控制好圍巖變形,有利于對沿空留巷空間的維護,從而確保煤礦生產(chǎn)和掘進工作順利進行。為促進錨桿錨索支護技術(shù)在沿空留巷中順利實施,就必須合理的確定其各方面的參數(shù),從而使其在老頂中真正起到懸吊支撐點的作用。根據(jù)煤礦工業(yè)部制定的相關(guān)規(guī)程,其冒落帶最大高度按公式計算為:
H=M/(K-1)cosα=2.2(1.4-1)*cos18°=5.78m
其中M代表煤層采高高度;K代表冒落巖碎脹系數(shù),此處取1.4;α代表煤層傾角。在支護錨固方式中,錨桿和錨索的錨固方式均采用高強樹脂進行錨固,因此在實踐中,應(yīng)結(jié)合施工機械設(shè)備的情況,對錨桿錨固的工作特點全面了解和掌控,從而確保更好的錨固效果,往往錨索錨固的長度控制在0.6-1.0m范圍內(nèi)。
3.2錨桿錨索在沿空留巷的施工方法①采后留巷采用雙排錨索支護,將排間距設(shè)置為1.0m,錨桿或者錨索走向鋼帶布置,上幫深8.0m,下幫深6.0m。②在錨索或錨桿上幫打一排單體液壓支柱,控制其排間距為0.5m,以便輔助切頂,在工作面不斷前進的環(huán)境下,單體液壓支柱保留長度應(yīng)控制在60.0m。③在上幫兩單體中間打一木樁擋矸,避免矸石進行巷道,影響煤礦正常開展工作。④在錨索或者錨桿上幫1.0m外打挑頂眼進行挑頂,且挑頂眼深度為2.0m,長度為5.0m,眼距為1.0m。⑤在煤層中打設(shè)挑燈眼時,為避免煤層工作面巖石下滑給工人人身安全造成危害,應(yīng)在回柱后放頂,使可能下滑的巖石形成一條矸石帶,從而有效的避免巖石下滑帶來的危害。
3.3錨桿錨索支護的作用①從經(jīng)濟技術(shù)指標來看,石墻或者煤柱對巷道進行支護每延米需要近1500元,而錨桿錨索支護每延米只需要700元,整整節(jié)約了一半以上的成本。在采用木支護時,由于其工程性能存在一定的缺陷,造成支護期間的翻修,需要重新挖掘新的巷道;但是在沿空留巷中應(yīng)用錨桿錨索支護技術(shù),不僅不會造成專門的翻修,同時其支護效果更加長久。②將錨桿錨索支護技術(shù)應(yīng)用于煤層采后留巷中,從根本上解決了傳統(tǒng)石墻支護工作量大、工作難等問題,使施工人員徹底從架木棚、碼石墻等繁重的工作中解脫出來,大幅度的減少了工作量,提高了采煤隊的生產(chǎn)效率,確保了生產(chǎn)安全。③采用錨桿錨索支護采后留巷,改變了以往支護技術(shù)制約生產(chǎn)的情況,加快了采煤面的推進速度,增加了煤礦生產(chǎn)量,為創(chuàng)造安全高效采煤環(huán)境奠定了基礎(chǔ)。
4結(jié)束語
錨桿錨索支護技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)石墻支護形式,在煤層沿空留巷中取得了不錯的應(yīng)用效果。因此,煤礦企業(yè)應(yīng)注重新技術(shù)的引進,重點發(fā)展錨桿錨索支護技術(shù),為煤礦生產(chǎn)創(chuàng)造一個安全高效的環(huán)境,從而提高生產(chǎn)效率,使煤礦企業(yè)獲得最大化經(jīng)濟效益和社會效益。
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