【摘要】目前,煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)業(yè)已在煤礦生產(chǎn)中得到普及,但是此技術(shù)在不同地質(zhì)構(gòu)造的礦井在施工中存在著各不相同的諸多問題,通過對(duì)復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造的隆泰公司井下煤巷巷道斷面形狀及鋼帶長度等各參數(shù)的技術(shù)改造,使得隆泰公司井下煤巷錨桿支護(hù)的支護(hù)結(jié)構(gòu)更加合理,更加符合現(xiàn)場實(shí)際,從而確保了隆泰公司井下巷道的支護(hù)效果及施工質(zhì)量。本文著重介紹隆泰公司井下煤巷錨桿支護(hù)巷道斷面形狀的確定、鋼帶長度的選擇以及頂板錨桿的布置,具有很強(qiáng)的實(shí)用性,對(duì)同類巷道的支護(hù)起到了一定的參照作用。
1.工作面概況與地質(zhì)條件
隆泰公司井下1211上面材料上山位于-450水平東翼采區(qū),煤層厚度為0.8~1.6m,平均煤厚1.2m,煤層賦存狀況不穩(wěn)定。該掘進(jìn)工作面巷道直接頂為灰色砂質(zhì)破巖,平均厚度0.9m,其上為砂巖,厚度為4.5m,巖性致密堅(jiān)硬;工作面直接底板為碎巖層,灰褐色不規(guī)則層理塊狀結(jié)構(gòu),平均厚度為2.5m;老底為砂質(zhì)破碎巖,平均厚度5.6m。按照設(shè)計(jì)要求,該巷道采用斜矩形斷面錨梁網(wǎng)支護(hù)方式。巷道左右?guī)蛢A角18~25?,平均21.5?,巷道平均埋深為480m。
2.井下巷道初始施工設(shè)計(jì)及存在問題
2.1巷道初始支護(hù)參數(shù)
根據(jù)該礦對(duì)錨桿支護(hù)技術(shù)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí),通過工程類比設(shè)計(jì)方法,確定了該巷道采用錨梁網(wǎng)支護(hù)方式。巷道支護(hù)規(guī)格(寬×高)為3.0m×2.2m,全斷面每排共布置11根錨桿,其中頂板每排布置錨桿5根,間排距為850mm×800mm;頂板中間錨桿布置在巷道中線上。鋼帶由直徑12mm的圓鋼加工而成,根據(jù)巷道頂板的傾角,確定鋼帶長度為3.6m。巷道左幫每排布置2根錨桿,其間排距為800mm×800mm,右?guī)兔颗挪贾缅^桿4根,其間排距為850mm×800mm。頂、幫錨桿均選用直徑20mm、長2m的左旋無縱筋螺紋鋼等強(qiáng)錨桿,每根錨桿使用1卷Z2370型樹脂錨固劑進(jìn)行端頭錨固,設(shè)計(jì)錨固力不低于80kN。頂板金屬菱形網(wǎng)規(guī)格為:4.0m×1m,巷幫使用金屬平網(wǎng)規(guī)格為2.0m×1.0m,鐵托盤規(guī)格為100mm×100mm×10mm,木托盤規(guī)格為400mm×250mm×50mm。
2.2巷道施工狀況及其原因分析
巷道開挖后,經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)踐發(fā)現(xiàn),在施工中存在以下幾方面的問題:
?、傧锏郎蠋图绺C處的頂幫錨桿難于施工。巷道左右?guī)蛢A角較大,兩幫高差約為1.6m,巷道上幫較高,高達(dá)3.2m左右,因此在施工上幫肩窩錨桿時(shí)較困難,當(dāng)煤層松軟時(shí),易片幫傷人,安全上也沒有保證;現(xiàn)場施工時(shí)都是始終使上幫錨桿滯后迎頭兩排支護(hù),在放炮后就先施工該肩窩處的幫錨桿,然后再出東西,影響了巷道的掘進(jìn)速度;另外,在安裝靠近上幫的頂板錨桿時(shí),由于上幫肩窩的空間小,錨桿鉆機(jī)受到限制而不能將錨桿安裝到位,常常造成錨桿的外露超過,甚至錨桿失效。
?、诠こ藤|(zhì)量不好掌握,巷道上幫易出現(xiàn)超寬現(xiàn)象。在安裝靠近上幫的頂板錨桿時(shí),施工人員不得不將巷道上幫肩窩刷寬,以便能將錨桿安裝到位,從而造成巷道上幫肩窩處出現(xiàn)超寬現(xiàn)象,上幫呈上寬下窄,巷道整體上呈現(xiàn)倒“八”字形,成形不好看,工程質(zhì)量掌握不好。
?、坼^桿施工安裝質(zhì)量難以保證。由于巷道左右側(cè)傾角大,造成靠近上幫的頂板錨桿角度孔的方向與頂板夾角太小,安裝錨桿時(shí),鐵托板與木托板、木托板與頂板之間不能緊貼,致使錨桿受力不均,易出現(xiàn)錨桿斷裂現(xiàn)象。
3.井下煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)的改進(jìn)
通過對(duì)施工過程中存在的以上諸多問題的分析,可以看出,這些問題均集中體現(xiàn)在巷道上幫肩窩處,為便于現(xiàn)場施工,提高掘進(jìn)速度和施工質(zhì)量,保證生產(chǎn)的安全,對(duì)該巷道的支護(hù)方式進(jìn)行如下改進(jìn):
?、傧锏罃嗝嫘螤畹拇_定。巷道斷面形狀可由傾矩形調(diào)整為類似于屋脊形,通過調(diào)整巷道斷面的形狀,在不減少巷道有效斷面的同時(shí),既降低了巷道上幫的高度,又增大了上幫肩窩空間(如圖1)。通過對(duì)1211上面材料上山巷道形狀的調(diào)整,使巷道上幫高度由3.2m降到2.8m,方便了對(duì)上幫肩窩錨桿的施工,同時(shí),巷道上幫肩窩的空間也隨之增加,巷道上幫與頂板的夾角由原來的59?增加到90?左右。從而保證了現(xiàn)場施工的安全,方便了上幫肩窩處頂板錨桿的安裝,使錨桿的施工質(zhì)量能夠滿足要求。
?、陧敯邃搸чL度的選擇,巷道斷面調(diào)整后,頂板鋼帶長度也要隨之調(diào)整,鋼帶長度的選擇要合理,避免因鋼帶過長造成巷道上幫肩窩超寬、巷道呈倒“八”圖1巷道斷面形狀改進(jìn)
字形現(xiàn)象,或因鋼帶過短造成頂板兩側(cè)錨桿距肩窩的
距離超過規(guī)定。鋼帶的合理長度可由下式計(jì)算:
L=0.5B/cosα+0.5B(1)
B—巷道設(shè)計(jì)寬度,m;取3.2m
α—頂板傾角,?;取31?
L—頂板鋼帶長度,m。
經(jīng)過計(jì)算,確定7633上面材料上山巷道頂板鋼帶長度為3.3m。
?、垌敯逯虚g錨桿位置的確定。巷道斷面形狀的調(diào)整,致使頂板中間錨桿要偏離巷道中線靠近巷道的下幫,以避免出現(xiàn)靠近巷道下幫的頂板錨桿距巷幫的距離超過規(guī)定。頂板中間錨桿偏離巷道中線的距離可由下式計(jì)算:
L1=0.5L-0.5B(2)
L—頂板鋼帶長度,m;
B—巷道設(shè)計(jì)寬度,m;取3.2m
L1—頂板鋼帶長度,m。
經(jīng)過計(jì)算,1211上面材料上山巷道頂板中間錨桿偏離巷道中線距離為150mm。
④巷道上幫肩窩處頂板錨桿選用異形托板,鐵托板使用30?夾角的異形鐵托板,木托板眼孔也加工成斜孔,從而使鐵托板與木托板之間、木托板與頂板之間都是面接觸,杜絕了托板不能密貼巖面的現(xiàn)象。
4.施工
4.1井下巷道支護(hù)調(diào)整
巷道斷面改按屋脊形跟頂施工,頂板鋼帶凈長為3.3m,頂板每排布置錨桿5根,間排距改為800mm×800mm,巷道上幫第排仍布置4根錨桿,其間排距改為800mm×800mm,巷道中線偏離頂板中間錨桿150mm;其它支護(hù)要求不變(見圖2)。
4.2隆泰公司煤巷錨桿施工的嚴(yán)格規(guī)定
?、賴?yán)格按中線布置頂板錨桿,避免因頂板中間錨桿布置出現(xiàn)偏差,而造成頂板兩側(cè)錨桿至巷幫的距離超過規(guī)定。
②加強(qiáng)爆破管理,嚴(yán)格控制好巷道成形,盡可能減少對(duì)頂板和上幫的震動(dòng)破壞,巷道上幫采用鎬刷成形。施工期間若煤層松軟,則嚴(yán)禁動(dòng)炮,采用風(fēng)鎬、手鎬掘進(jìn)。
?、凵蠋湾^桿與頂板錨桿一樣,要緊跟迎頭,盡可能減少上幫的暴露時(shí)間,避免因長時(shí)間的不支護(hù)造成巷道折幫。
?、墚?dāng)巷道傾角發(fā)生變化時(shí),可通過調(diào)整頂板中間錨桿與中線的距離來達(dá)到滿足錨桿支護(hù)技術(shù)規(guī)范的目的。
5.對(duì)井下支護(hù)技術(shù)改進(jìn)的分析
隆泰公司通過對(duì)原有支護(hù)方式的改進(jìn),巷道的施工質(zhì)量有了很大的提高,杜絕了頂板托板不能緊貼巖面的現(xiàn)象;巷道上幫高度的降低,既方便了現(xiàn)場的施工,利于快速掘進(jìn);也有利于巷道上幫的控制,避免出現(xiàn)片幫傷人事故的發(fā)生。同時(shí),通過改變巷道的斷面形狀,還有以下優(yōu)點(diǎn):
?、俑佑欣陧敯宓墓芾?,通過改變巷道的斷面形狀,巷道頂板的暴露長度變小,巷道上幫高度變低,頂幫錨桿的間排距均由原來的850mm×800mm改為800mm×800mm,巷道頂幫的支護(hù)密度增加,有利于安全施工。
?、诶谕ǚ拦芾?,隆泰公司為老礦井,該巷道也一直執(zhí)行“四位一體”的安全生產(chǎn)措施,巷道斷面改變前,由于上幫較高、其肩窩處空間小,該處風(fēng)流不暢,極易造成有害氣體積聚。巷道斷面改變后,巷道上幫高度減小,肩窩處空間也隨之增加,使風(fēng)量充足,從而避免了有害氣體的積聚,更加利于安全生產(chǎn)。
③巷道斷面的改變,使所用鋼帶長度及頂板菱形網(wǎng)的數(shù)量也均有所降低,因此與原巷道支護(hù)形式相比,改變后的支護(hù)形式還可節(jié)約支護(hù)成本。
評(píng)論 (0)