摘要:本文介紹在鶴煤中泰礦業(yè)33051工作面上順槽回采側(cè)和切眼回采側(cè)應(yīng)用玻璃鋼錨桿支護(hù),可使工作面回采時(shí)用采煤機(jī)直接破玻璃鋼錨桿支護(hù)的煤體,提高了玻璃鋼錨桿支護(hù)在煤巷工作面應(yīng)用的新方法和新工藝,有效提升了回采效率,保證了礦井接替,實(shí)現(xiàn)了礦井安全、高效生產(chǎn)。
1礦井概況
河南煤化公司鶴煤集團(tuán)中泰礦業(yè)有限公司是經(jīng)過兩次改擴(kuò)建生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到150萬噸的礦井。33051工作面位于我礦三水平一采區(qū),切眼設(shè)計(jì)長度150m,上順槽設(shè)計(jì)長度560m,沿煤層頂板布置。
33051切眼及上順槽所掘進(jìn)的是山西組二1煤層,該煤層為我礦的主要可采煤層,厚度大且穩(wěn)定,穩(wěn)定性為一類。煤質(zhì)牌號為瘦煤,以亮煤為主,玻璃光澤,易破碎,硬度0.8~1.5?;曳制骄?4.25%,揮發(fā)分14.27%,水分平均1.4%。膠質(zhì)層厚K=8~29.5mm,Y=0~5.5mm,全硫含量為≤0.3%,真相對密度平均1.4T/m3,發(fā)熱量為29.2MJ/KJ。地面標(biāo)高+205.2m~+218.8m,二1煤底板標(biāo)高-430m~-470m,埋藏深度575m~710.5m。
33051切眼及上順槽煤層產(chǎn)狀:走向?yàn)镹W323°~345°,傾向NE53°~75°,傾角11°~17°。根據(jù)33051上順槽下段揭露煤厚,31021切眼及中切眼煤厚平均為8m,煤層結(jié)構(gòu)5.9(0.3)2.1m。煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,含夾矸2~3層。其中煤層下部有一層0.3m左右的夾矸比較穩(wěn)定,距煤底2.1m。
2礦井支護(hù)情況現(xiàn)狀
目前,鶴煤中泰礦業(yè)有限公司煤巷掘進(jìn)支護(hù)為U型棚、工字鋼
棚、錨網(wǎng)。頂板巷支護(hù)為錨網(wǎng)支護(hù),使用金屬樹脂錨桿,規(guī)格為:巷道寬×高=3.8m×2.4m、錨桿規(guī)格為:L2m、Φ20mm金屬樹脂錨桿。傳統(tǒng)的樹脂錨桿支護(hù)重量大,運(yùn)輸不方便且效果不好,安全可靠程度不高,煤巷工作面生產(chǎn)能力難以有效發(fā)揮。經(jīng)反復(fù)研究決定,為了適應(yīng)高產(chǎn)高效,中泰公司將玻璃鋼錨桿支護(hù)引入33051工作面中切眼及切眼回采側(cè)使用玻璃鋼錨桿支護(hù),以安全經(jīng)濟(jì)的方法進(jìn)行巷道支護(hù),保證安全高效生產(chǎn)。
3玻璃鋼錨桿
3.1玻璃鋼錨桿的主要性能
近年來,由于煤礦錨桿支護(hù)的需求,特別是高瓦斯礦井采準(zhǔn)巷道煤幫支護(hù)對玻璃鋼錨桿的需求,大多煤礦采用玻璃鋼錨桿。玻璃鋼錨桿桿體一般為整體式結(jié)構(gòu),具有良好的切割性能,用于壓力不大、煤層比較完整的回采巷道進(jìn)行巷幫支護(hù),以解決金屬錨桿不能用采煤機(jī)切割的問題。同時(shí)在綜采工作面開切眼前煤墻、掘進(jìn)工作面封幫等情況下,由于巷道服務(wù)時(shí)間短也被廣泛采用。
3.2玻璃鋼錨桿的優(yōu)點(diǎn)
玻璃鋼錨桿支護(hù)技術(shù)是通過錨入圍巖(煤)內(nèi)部的錨桿改變圍巖本身的力學(xué)狀態(tài)在巷道周圍形成一個(gè)整體而又穩(wěn)定的巖石(煤)帶,利用錨桿與圍巖(煤)的共同作用,達(dá)到維護(hù)巷道穩(wěn)定的目的,它是一種積極防御的主動支護(hù)方式。目前,玻璃鋼錨桿支護(hù)技術(shù)已經(jīng)在大多煤礦支護(hù)上得到了廣泛的應(yīng)用。由于玻璃鋼錨桿支護(hù)技術(shù)的推廣及其自身的優(yōu)越性,已成為目前巷道支護(hù)的主要支護(hù)方式,它與錨索等配合使用,形成了多種支護(hù)方式。為使礦井支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新,一味的傳統(tǒng)U型棚、工字鋼棚、錨網(wǎng)等已滿足不了現(xiàn)代煤礦礦井支護(hù)技術(shù)的需求,因此,根據(jù)鶴煤中泰礦業(yè)的地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)情況,結(jié)合實(shí)際條件,采用了較先進(jìn)玻璃鋼錨桿支護(hù)技術(shù)。
4玻璃鋼錨桿支護(hù)施工工藝
4.1玻璃鋼錨桿支護(hù)施工工藝流程
4.2打錨桿眼應(yīng)遵循要點(diǎn)
1、打眼前要敲幫(窩頭煤層)問頂,撬除活煤石聾塊,保證安全。
2、根據(jù)設(shè)計(jì)檢查巷道規(guī)格質(zhì)量并使其符合設(shè)計(jì)要求。
3、用巷道中腰線和錨桿間排距定出錨桿眼位,找平接觸面做出標(biāo)記。間排距誤差要符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
4、錨桿眼應(yīng)盡量與層面或主要裂隙面成直角布置,偏差不得超過15°。
5、采用長短釬打眼,以保證錨桿眼的方向在一個(gè)平面上。
6、預(yù)量釬桿長,在釬桿上作出標(biāo)記,以便掌握打眼深度。
7、打錨桿眼時(shí),工作人員要站在安全地點(diǎn),鉆機(jī)前嚴(yán)禁站人防斷釬傷人。
4.3風(fēng)鉆操作順序
1、操作中聽到有不正常響聲應(yīng)立即停止鉆進(jìn),找出原因并排除。
2、在操作風(fēng)鉆期間當(dāng)鉆卡住時(shí),應(yīng)停止推進(jìn),松開操作把手,將鉆桿稍往后提然后繼續(xù)操作。
3、使用完畢應(yīng)妥善放置在不易進(jìn)入粉塵的地方,防止雜物堵塞。并進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。
4.4玻璃鋼錨桿安裝
1、安裝前,必須檢查巷道規(guī)格,錨桿眼方位、眼距、排距,錨桿各部件等是否符合要求。
2、安裝前,要檢查眼的深度、平直度,眼深度應(yīng)小于錨桿長度30~50mm。
3、安裝前,錨桿眼應(yīng)用掃眼器將眼內(nèi)的煤粉清除干凈。
4、安裝前,應(yīng)檢查錨固劑型號顏色和手感是否柔軟,如有硬化、結(jié)塊、破裂、變質(zhì)等異常現(xiàn)象,嚴(yán)禁使用。
5、安裝時(shí),先將連套擰在桿體尾部螺絲上,用桿體量準(zhǔn)眼深劃好記號,再用桿體將錨固劑緩慢送入眼底,然后啟動攪拌器,逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),緩?fù)泼蛿嚕饾u將桿體送到眼底,攪拌時(shí)間Z型為30秒,K型為20秒,不得在錨固劑未送到眼底的情況下開動攪拌器,以防錨固劑集中不到眼底,失去錨固力。
6、攪拌完后立即在眼口將桿件楔牢防止固化期間桿體發(fā)生位移,保證固化后,錨桿與孔壁之間產(chǎn)生良好的粘結(jié)效果。
7、上托板時(shí)間:攪拌后15分鐘(如溫度變化,可按現(xiàn)場具體情況 確定上托板時(shí)間),托板必須緊貼巖面,緊固螺絲必須擰緊,嚴(yán)防松動,桿體尾部螺紋部分外露長度不大于50mm。
8、巷道頂部較高,安樹脂錨桿前,要搭牢固的腳手架,同時(shí)窩頭運(yùn)輸機(jī)嚴(yán)禁運(yùn)轉(zhuǎn)。
9、安裝、搬運(yùn)過程中,嚴(yán)防錨固劑中固化劑(白色)接觸損壞眼睛,如不慎接觸,要馬上用清水沖洗干凈。以防腐蝕損壞眼睛。
10、破損的錨固藥卷應(yīng)及時(shí)處理,裝矸石礦車運(yùn)到地面矸石堆。
11、必須用箱裝運(yùn)錨固劑,裝運(yùn)過程中,必須輕拿輕放,箱子要直立,堆碼整齊,嚴(yán)禁碰、摔打、擠壓,以防錨固劑破裂失效。
5經(jīng)濟(jì)效果分析
玻璃鋼錨桿重量輕,施工工藝簡便,使用煤巷玻璃鋼錨桿代替金屬樹枝錨桿,提高了對巷道支護(hù)壓力的穩(wěn)定的效果和煤巷單進(jìn)水平,降低了煤巷支護(hù)成本、減輕了職工勞動強(qiáng)度。通過在鶴煤中泰公司33051工作面上順槽及切眼使用玻璃鋼錨桿支護(hù),進(jìn)一步提高了煤巷掘進(jìn)工效,使鶴煤中泰公司的煤巷掘進(jìn)單進(jìn)提高10m/月。掌握煤巷玻璃鋼錨桿支護(hù)工藝和玻璃鋼錨桿支護(hù)巷道頂板管理技術(shù),對玻璃鋼錨桿支護(hù)在鶴煤中泰公司的地質(zhì)條件下施工所遇到的煤質(zhì)變軟、巷道壓力增大、過地質(zhì)構(gòu)造帶等特殊環(huán)境下施工時(shí)的技術(shù)管理和現(xiàn)場管理作出總結(jié),從掘進(jìn)巷道的安全施工、提高資源回收率、降低煤巷支護(hù)成本和實(shí)現(xiàn)安全高效等方面,是一種行之有效的支護(hù)技術(shù)方法。為玻璃鋼錨桿支護(hù)工藝在鶴煤中泰公司的進(jìn)一步推廣奠定基礎(chǔ),逐步在鶴煤中泰公司實(shí)現(xiàn)煤巷全部采用玻璃鋼錨桿支護(hù)技術(shù)。
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