大采高切眼全宽锚梁网索支护实践
全锚支护技术在大断面切眼中的应用
炭
工
程
２０ ０ ８年第 １ Ｏ期
５ ）严格控制锚杆 、锚索孔深 ，保证外露符合 要求。要 严格按照设计使用 树脂 药卷 ，防 止少装 药卷或放 药卷顺 序
选择 、现场施 工组 织及质 量保证 措施 等 ，并在 实践 中取 得 了成功 ，为今 后 Ｘ Ｖ号煤 大断 面支 护提
供 了参 考 ，具 有 实际的 应用价值 。
关 键词 ：全锚 支护 ；大断面 ；支护方 案
中图分 类号 ：Ｔ ３ ５ ９ Ｄ ５ ．
文献标 识码 ：Ｂ
文章编 号 ：１７ ０ ５ （０ ８ １ － ３ ￣３ ６ １— ９ ９ ２ ０ ）００ ２ ０
浆管突然推出伤人。
５ ２ 安 全技 术要 求 ．
１ 必 须 进 行 井 下 锚 杆锚 固力 拉 拔 试 验 ，拉 拔试 验 时 锚 ）
６ 加 固效果评 价
屯 留矿副井井底车 场及周 围硐 室破碎 软岩联 合加 固方 案 的实施 。使 围岩 的蠕变 现象 消失 ，副井井 筒 内环状裂 缝 沿井筒 向上发展 的趋势停 止 ，井底 车场及 周 围硐 室 围岩变
天地公 司共 同研究并 试验 的 “ ・ ・ ・ 锚 索 带 网” 联合支 护
技 术 ，首次 在 王 台矿 井 Ｘ 号煤 Ｘ ２０ （ ） 采 工 作 面 切 Ｖ Ｖ ３５ 东 首 眼 大 断 面 中得 到 了成 功 应 用 。
为泥岩和铝质泥 岩 ，平均 厚度 为 １６ ｍ，平均单 轴抗 压强 ．２
发 现 不 合 格 锚 杆 ，应 在其 周 围补 打 锚 杆 。
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ８—０ ３—１ １
形和破坏得 到有效控 制 ，保持 了围岩 的稳定 。解 决 了一 直
超大采高综采面开切眼锚网索联合支护
选 用 棚式 支护 对顶板 岩 层结 构及 整体 性 的要求 相 对较 低 ，但对 其 支 护 棚 的 支撑 强 度有 很 高 要 求 ，
尤 其是 大 跨 度 、大 高 度 棚 式 支 护 的稳 定 性 难 以保 证 ，该 矿 常用 的 １ 工 字钢 、２ Ｕ 型钢 均 不 能 保 １号 ９
２４ （ ） 综采 面 为淮 南 矿 业集 团潘 一 矿 的第 １１ ３
一
坏 了顶 板砂 质 泥岩 的整 体性 ，给支护 方 案的选 取带
来 了难 度 。
个超 大 采 高 工 作 面 ，根 据 Ｚ １ ８ ０ ３ ／ ５综 采 Ｙ ００ ／０ ６
支架 的安装 需 要 ，综 采 面 开 切 眼 有效 宽 度 要 达 ９ ｍ
比较 清 楚 ，有利 于调 整支 护对 策 。
２ ２ 主要支 护 参数 ．
（ 煤机 窝处最 大 宽 度达 １ｍ） ２ ，平 均 高 度 ４２ ．ｍ。对 于这样 大跨 度 、大 高度 的开切 眼其 支 护方式 科 学与
否，将直接决定支护安全和综采支架 的安装 使用。 因此 ，该矿 在无类 似 支护借 鉴 的情 况下 ，将 锚 网索 支护 的安 全 风险及 地质 条件 进行 仔 细分 析研究 ，最 终 确定采 用 “ 网索加 挑 棚 和 木垛 联 合 支 护 ” 锚 ，并
尤 其是 切 眼 中下 部 断层 群分 布 区 ，连 续 的挑棚 、木 垛 辅助 支撑 ，将 一 定程 度上 改善顶 板 岩层结 构 的整
体 性 。三是 该 矿在 普通 大采 高综 采 面煤巷 掘进 支架 组 装硐 室 的锚 网索 支护 有 一定 经 验 ，对 １ —１ 层 ３ 煤 顶 板 、两 帮煤体 开 掘后 的应 力分 布及 矿压 显现 规律
浅埋煤层综采开切眼大断面锚网梁索支护技术
煤 层顶 底板 稳 定 性 ： ５ 煤 层 顶 板 为 泥岩 ， 粉砂 质泥 岩 ， 泥岩 粉砂 岩 ， 粉砂 岩 ， 细粒砂 岩都 有 ， 属较稳 定一 不稳 定 型 。５ 煤 层底 板 以粉 砂 质 泥 岩 ， 泥 岩粉 砂岩 ， 粉 砂岩 ， 细 粒砂 岩 为主 ， 粉砂 岩次之 ， 属 不稳定
１ ． ２ 切 眼锚 网梁 索支 护设 计 对 施 工 现场 的 围岩 强度 及 结 构 、 地 应力 及 锚 固 性 能测试 等 调查 。在 现场 调查 的基 础上 进行 地质 力
作者简介 ： 刘 正（ １ ９ ８ ５ 一） ， 男， 陕西神 木人 ， 西安科 技大 学在读 研 究生 ， 主要研究方 向为矿 山压力及岩层控制与岩石力学与工程 。
关键 词 ： 浅埋 煤层 ； 综 采 开切 眼 ； 大断 面锚 网梁 索 支护 中图分 类号 ￣ Ｔ Ｄ ３ ５ ３ 文 献标 识码 ： Ｂ 文章 编号 ： １ ６ ７ １ —７ ４ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ２— ０ １ ｌ ９— ０ ２
０ 引言
陕北 矿业 公 司安 山煤 矿地 处陕 西省 府谷 县庙 哈 孤矿 区， 区 内地表 切割 强烈 、 呈 沟壑 梁 峁地势 ， 山梁 、
第 ２期
刘 正
吴
波
浅埋煤层综采开切 眼大 断面锚网梁索支护技术
１ １ ９
浅埋 煤 层 综 采 开 切 眼 大 断 面 锚 网梁 索 支 护技 术
刘 正 ， 吴 波
（ １ ． 西 安科 技大学 能源学院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４ ； ２ ． 西安科技大学 化工学 院， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ５ ４ ）
高线及二维地震 ， 未发现先期开采地段落差大于 ３ ０
在综采大断面切眼施工中实行锚网索支护
关 键 词 ： 采 切 眼 ； 硐 ； 帮 ； 杆 ； 索 支 护 综 导 扩 锚 锚 中 图分 类 号 ： ３ ３ ＴＤ ５ 文献 标 志 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ８—０ ５ （０ ０ ０ —０ ６ —０ １０ １５ ２ １ ）２ ０ ３ ２
峻德煤 矿为提 高 采煤机械 化程度 ， 二水 平 中 在 ２ １层一 区三段 采用综 合 机械 化采 煤 技术 。 由于 综 合机械 化采 煤的机 械 （ 架、 输 机 、 机 ） 装 需 支 运 采 安 要巷道 断面 较大 ， 给切 眼施工 与支护 带来较 大 的 困 难 。我 矿首 次采 用锚 网索 对大 断 面 综 采切 眼进 行 支护 ， 获得 了成功 。锚 网索支 护能主 动 向巷 道 围岩 提 供支护 阻力 。 围岩 变 形 后支 护 阻 力增 大 ， 时 由 同 于巷道 周边 的锚杆 、 索的共 同作用 ， 锚 在锚 杆 、 锚索 长度范 围 内的岩体 内形 成一个 既有支 撑能 力 ， 又有 承载能 力的 支护结 构 ， 从而增 加 了巷 道 围岩 的 内聚 力和 内摩 擦角 ， 止 巷 道 围岩 塑 性 的扩 大 ， 低 围 阻 降 岩的变形 量 ， 使巷 道 处 于 稳定 状 态 ， 障 了安 全 生 保
１０ ｍｍ 的菱 形金 属 网 ； ００ 顶采 用 专用铁 托 盘压 紧金
属 网。
④锚注 锚 杆 每 根 用 ￣ ５ ２ ｍｍ ×４ ０ ５ ｍｍ 超 快 树
脂 药 卷 ２支 ； 索 每 根 用 ０ ３ 锚 ２ ｍｍ ×６ ０ ０ ｍｍ 超 快 树
脂 药卷 ２支 。 ⑤金属 网间搭接 ０ ｍｍ， 网丝为 ｌ ＃ —１ 联 ４ 铁 丝 ， ３０ 长 ０ ｍｍ， 网必 须使用 联 网钩子 ， 环必 联 ， 联 逢 双丝双 扣 。 （） ２ 综采 切眼扩 帮支 护设计 切眼施工 １ ８ 与 回风巷 贯通 后 。 ３ｍ 以切 眼正 中 心为 轴 线 向左 帮 （ 帮 ） 帮 至 距 原 切 眼正 中 心 硬 开 ３ ０ 处， ．ｍ 向右 帮 （ 帮 ） 帮距 原 眼 正 中心 ２ ０ 软 开 ． ｍ
大采高综采工作面切眼大断面支护技术论文
大采高综采工作面切眼大断面支护技术论文大采高综采工作面切眼大断面支护技术论文【摘要】大断面切眼成巷的关键是支护技术。
本文总结了特大断面成巷掘进工艺及顶板支护技术的先进做法和成功经验。
【关键词】大断面切眼支护技术神华宁夏煤业集团羊场湾矿于2008年6月装备了一套6.2m大采高综采设备,根据设备配套要求,按照先摆支架后稳输送机、上采煤机的顺序进行切眼设备安装。
这就使切眼断面一次达到宽×高=8400mm×4050mm的要求。
宽断面一次成巷最关键是顶板控制技术。
1 工作面概况大采高首采工作面Y120201位于2#煤层12采区,总走向长度3720m,工作面倾斜长350m,煤厚6.85～7.37m,平均厚7.0m,煤层倾角3°～14°,平均为8°。
2#煤层伪顶岩性为泥岩,直接顶岩性为粗砂岩,老顶为粉砂岩。
2 切眼施工工艺2.1 掘进工艺(1)受掘进条件的限制,8400mm宽的切眼不可能一次掘够宽度。
采用先导硐施工4700mm宽,成巷后再扩帮370mm宽的方式。
采用ABM20S型掘锚机及配套设备施工。
使用ABM20S型掘锚机来完成割煤和装煤及临时支护、永久支护工序,破碎机破碎、转运。
具体为:每次掘进前,司机将掘锚机调整到巷道前进方向的中间位置,按由左向右,由上向下的顺序割煤,逐步扩大到设计断面的要求。
循环截割深度不大于1000mm。
截割下的煤落在装煤铲板上,同时圆盘耙杆连续运转,将煤炭装入中部运输机,运输机再将落煤转载至破碎机处,再利用带式输送机转运至运输大巷处的带式输送机上。
采用掘锚机自带顶护板完成临时支护,最大控顶距离为2300mm。
每一循环截割完毕后施工人员将钢筋网及钢带放在顶板液压支撑架横梁上,然后靠两个液压缸顶起液压支撑架到顶板。
两个尾部液压稳定架缸稳定住掘锚机,并且辅助支撑顶板。
在液压缸顶起液压支撑架到顶板的同时,锚杆机开始永久支护工作。
截割结束并进行临时支护后,开始进行顶、帮永久支护。
大采高综采工作面切眼特大断面支护技术
每排采用 Φ22L2400 高强度螺纹钢锚杆 7 根， 锚杆 间距 850mm。顶角锚杆距帮 200mm， 顶 排距为 900mm， 200 。 角锚杆向两帮倾斜 角打设 树脂药卷加长锚固， Z2360 各一支， 每根锚杆采用 （ CK + Z ） 2360 、 铺设金属 网和 Φ14mm 圆钢焊制的长 5300mm 的双筋双梁钢筋 梯子梁， 采用 150 ˑ 150 ˑ 10mm 的锚杆托盘。 锚索加强支护为每隔 1． 8m 布置 3 根 Φ18． 9mm 的 大孔径预应力锚索， 锚索间距 1400mm， 锚索孔深度为 7． 0m， 锚索长度为 7． 3m， 每根锚索采用的树脂药卷为 （ CK + Z） 2360 一支， Z2360 二支。 （ 2 ） 一次掘进巷道老塘帮支护 老塘帮支护采用 Φ22L2400 高强螺纹钢锚杆， 每帮 5 根， 锚杆间距为 1000mm， 排距为 900mm， 帮角锚杆距 200mm ， 200 ； 顶 向顶板倾 斜 角打设 帮底角锚杆距底 300mm， 向 底 板 倾 斜 100 角 打 设。 每 根 锚 杆 采 用 Z2335 、 Z2360 各一支， 铺设金属网和 Φ14mm 圆钢焊制 1200mm 的双筋双梁钢筋梯子 的长度分别为 3300mm、 梁， 采用 150 ˑ 150 ˑ 10mm 的锚杆托盘。 （ 3 ） 一次掘进巷道临时帮支护 临时帮支护采用 Φ22L2400MGSL 型玻璃钢锚杆， 每帮 5 根， 锚杆间距为 1000mm， 排距为 900mm， 帮角锚 200mm ， 200 ； 杆距顶 向顶板倾斜 角打设 帮底角锚杆距 底 300mm， 向 底 板 倾 斜 100 角 打 设。 每 根 锚 杆 采 用 Z2335 、 Z2360 各一支， 铺设双抗网， 采用锚杆自带托盘。 （ 4 ） 木垛和单体柱棚支护 在工作面临 在 7105 切眼一次掘进且打设锚杆后， 时帮距煤壁 400mm 的位置顺巷道间隔打设木垛和单 体柱大板棚， 单体柱柱间距 1500mm。 2． 2． 2 二次掘进巷道支护 （ 1 ） 二次掘进巷道顶板支护
锚网梁(索)支护在大断面切眼施工中的应用与推广
山 ｌ＝ 。 璃招 抒 ！ｌ 的 萎 暂 ｛ ｓ ，９ ｝ ｛ ０
／ 了 丽
称布置 ； 眼采用 Ｚ ３ ０ ２ ） 每 ２ ７ （ 卷 树脂锚 固剂锚 固， 托板 、 锁头配
８ ０ ｌ ０ ｍｍｏ ｏ ｍｎ ×９ ０
形态变化。从支护原理上讲有悬吊、 组合梁、 挤压和加固３ 个
方面的作用。
０ ＝ 姒 Ｌ伽 ３
，
（ ） 索型号和规 格 ： 用 １． ｒ ２锚 选 ５２ ａ ４ ｍ钢 绞线 ， 锚索 必须 生 根于顶板坚 硬岩层 中 ， 且生 根长度不少 于 １ ｍ 锚 索最 ￣０ ｍ，
＝
平煤 田可采 煤层 ２层 ， 二水平 可采煤层一层 ， 、 一 二水平 ｌ 主采 煤层 为 ６煤 ， 均厚 度 ３ 倾角 ３～ 。 ， 层顶板 一般 为泥 平 ｍ， ５ 煤 岩、 砂岩 ， 靠近 回采上 限和 断层 构造附近顶板 松软破 碎 ； 瓦斯
２ ０ ｒ ２ ０ ｒｍ，净 高指巷道矮帮 高度 ） ８０ ｍ Ｘ ４ ０ ａ ａ （ ；净宽允 许误 差
一
纹钢锚杆 ， 顶部锚杆每眼采用 １ Ｚ ３０型树脂锚 固剂锚 固 ， 卷 ２７ 托板 、减 摩垫 片 、预 紧力 螺 母 分 别 配套 使 用 ，间排 距 为 ９ ０ ｍ× ０ ｒ 右帮选用 Ｌ＝１０ ｒ ０ ｒ ９ ０ ｍ； ａ ａ ６ ０ ｍ的竹锚杆（ ａ 三根 ）每 眼 ， 用 ２卷水泥锚 固剂锚 固 ， 托板 、 楔分别配套使 用 ， 木 间排距 为
为： 中线至任 意一帮 ０～１０ ｍ， ０ ｒ 净高允许 误差为： 线测全 ａ 无腰
高 ０～２ ０ ｍ， ０ ｒ 顶板锚杆选用 ＝ ０ ａ ２ ｍｍ、 ２ ０ ｒ 的金属螺 Ｌ＝ ００ ｍ ａ
大断面综采工作面开切眼锚杆支护技术
大断面综采工作面开切眼锚杆支护技术随着采煤技术和设备的不断升级，曹村矿开采深度的加大,2#煤实行了一次采全高综采技术,由于设备尺寸的加大，要求开切眼断面也必须增加，支护难度显著增加。
从曹村矿来看,以往在三采区9、10#煤合并开采中,顶板为坚硬稳定的K2灰岩,开切眼支护不是突出问题,但进入2#煤开采时,由高档变为综采,开采深度由+350水平至+220水年平,切眼大断面支护技术既是难点、又是重点,针对这一难题,曹村矿同与太原理工大学合作,在2-1025综采工作面开切眼大断面施工中探索采用了锚网梁索支护技术,并取得了成功经验。
1、开切眼布置及地质条件1.1布置方式：2-1025面开切眼沿2#煤顶板布置,沿煤层倾向送巷。
该面西邻2-1023工作面已采,南邻2-1027工作（面未），煤柱留设70米。
根据设备配套安装尺寸要求,设计开采眼为矩形,净宽5.5米,净宽3.0米,端头架、端尾架硐室尺寸为3×3米(长×宽)，高度3.0米。
1.2地质条件：2#煤为复杂结构煤层,含三层夹石,其中第第二层夹石厚度变化比较大(0.1-0.3m,平均0.2m)。
2#煤层厚3.47~3.75m,.平均厚3.6m,煤层倾角6~8°,煤体平均单轴抗压强度为9.15MPa。
直接顶为灰黑色泥岩,节理发育,较破碎,其上部为灰色泥岩(或砂质泥岩)总厚度6.28m,单项抗压强度为13.2MPa,老顶为K8砂岩,厚层块状,坚硬,均厚8m,抗压强度为64MPa。
2#煤底板为黑色泥岩,细水平层理，厚4m,抗压强度为15.3MPa。
2、支护方案采用数值计算进行多方案比较,得出锚杆支护初步设计,采用树脂全锚锚杆、金属网,钢筋梁组合支护系统,并配铺索补强支护。
2.1顶极支护：采用2.5m长左旋螺纹钢锚杆与3.0m和2.6m长钢筋梁(横梁)支护,纵向梁采用1.8m梁井型联锁,并铺设3m×0.9m的菱形金属网。
树脂全长锚固,锚杆间距750~800mm，排距900mm。
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收稿日期:2008-06-24 作者简介:吴义泉(1982-),男,安徽芜湖人,2005年毕业于安徽理工大学,主要从事巷道支护技术管理工作。
大采高切眼全宽锚梁网索支护实践吴义泉,王 峰(皖北煤电集团任楼煤矿,安徽濉溪 235123) 摘 要:介绍了皖北煤电集团任楼煤矿大采高工作面切眼的支护体系,经过研究及实践,在Ⅱ7210大采高(510m )工作面切眼成功实施了锚梁网索支护施工。
实践证明,锚梁网索支护技术为大跨度切眼巷道支护提供一条新的技术途径,是一种适应性很强的大采高切眼支护体系。
关键词:煤矿巷道;大采高切眼;锚梁网索支护 中图分类号:T D353 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2009)022******* 任楼煤矿原设计生产能力150万t/a,2006年开始改扩建,2007年已达产288万t/a 。
随着采煤机械化程度的不断提高,采煤技术已经由原来的炮采过渡到综采、综采放顶煤技术,发展到了现在的厚煤层一次性采全高的大采高技术。
同时由于大采高工作面要求设备大、风量大,造成了巷道断面较大,特别是切眼安装时要求满足支架尺寸需要,断面宽度达到7m 以上;巷道跨度大,顶板易于弯曲下沉,造成离层,进而出现冒顶现象,不利于安全生产,巷道断面的支护技术成了迫在眉睫需要解决的问题。
1 支护设计111 工作面简介支护设计的Ⅱ7210大采高工作面(图1)位于任楼煤矿Ⅱ1采区上部,开采煤层为72、73煤合并区,煤层赋存稳定,平均厚度510m,工作面倾斜宽120m,走向长815m,工作面切眼采用矩形断面,规格为B ×H =714m ×310m 。
巷道沿煤层顶板掘进,埋深-582～-533m,倾角平均17°,煤层摩氏硬度f =211。
煤层顶板伪顶为粉砂质泥岩,厚111m;直接顶为灰色粉砂岩,钙质胶结,厚217m;老顶为灰白色粉砂岩,岩石较完整,钙质胶结,厚317m 。
7煤单向平均抗压强度615MPa,直接顶单向平均抗压强度18MPa 。
112 支护方案11211 支护体系锚杆锚固的目的是利用一定长度的锚杆将破碎或不稳定岩体(块)与牢固稳定的岩体连结在一起以提高整体的稳定性,梯子梁是锚杆支护的关键构件,它将单根锚杆连接起来组成一整体承载结构,金属网的作用是维护锚杆间比较破碎的岩石(煤),防止岩(煤)块掉落,同时对锚杆支护的整体效果具有重要作用,锚索是将锚固范围内的岩层用高强度锚索加固并施加一定预紧力,把顶板自身压力及支护应力传递到顶板深部稳定岩层内的主动支护手段。
在锚索的压应力作用下,锚固范围内的岩层受到压缩,岩层中的层理、裂隙等不连续面被挤紧和压密,从而松散岩层和弱面在其弹性压缩下形成“承载梁”。
煤巷锚梁网支护已将顶板岩层锚固形成一个“挤压加固梁”,在此基础上加打锚索,相应加厚了“梁”的厚度,而且起到了将下位挤压梁固定到深部稳定岩层中的悬吊作用,从而有效地控制了围岩变形,提高了巷道围岩强度和整体性。
图1 Ⅱ7210工作面布置图8211212 支护参数通过计算得知:巷道帮煤破碎深度为0169m;顶板岩层松动高度(潜在的冒落拱高度)为1183m;作用在巷道煤帮的侧压力为6171k N /m 2。
由计算可见,顶板岩石潜在冒落拱范围很大,用常规锚杆很难达到支护要求,必须在常规锚杆支护的基础上采取加固措施。
经分析并结合其他切眼施工经验,该工作面锚杆支护采用以树脂锚杆、金属网、梯子梁为基本支护,以锚索配合挑棚及木垛为补强的支护形式。
支护参数:1)顶部锚杆:选用Φ22mm ×2400mm 左旋无纵筋螺纹钢锚杆,2卷Z2340型树脂锚固剂,间排距800mm ×800mm 。
2)帮部锚杆:采空区侧选用Φ20mm ×2000mm 玻璃钢锚杆,老塘侧选用Φ20mm ×2000mm 的左旋无纵筋螺纹钢锚杆,间排距800mm ×800mm 。
3)金属网:顶板采用10#铁丝菱形网,孔格50mm ×50mm;帮部采用高强度塑料网,孔格30mm ×30mm,规格均为900mm ×6000mm 。
4)锚索:选用15124mm ×6400mm 单股锚索,4卷Z2340树脂锚固剂端锚,间排距2400mm ×1600mm 。
5)梯子梁:梯子梁的主要作用是把锚杆连成一体,实现力的转移,形成整体性支护。
设计选用Φ12mm 钢筋焊制,规格Φ12mm ×4000mm,Φ12mm ×3600mm,Φ12mm ×3000mm 等。
6)工字钢棚:为确保安全,减少切眼跨度,采用11#工字钢架设顺山棚,工字钢棚超前和滞后迎头10～15m 。
在巷道中间架设木垛进行加固(见图2)。
1—单体;2—锚索;3—锚杆;4—11#字钢图2 切眼锚网支护(mm )2 支护施工Ⅱ7210大采高切眼采用小断面先行导硐施工,然后刷大达到设计要求。
施工过程中配套40t 刮板运输机和sj -80胶带运输机出货,风动锚杆钻机打顶板锚杆和锚索,风煤电钻打帮部锚杆。
211 小断面导硐施工工艺炮掘落煤清理危岩活矸临时支护铺顶网上梯子梁加固前探梁打中部锚杆孔清孔放入树脂药卷将锚杆下端装上快速安装器插入孔内开动锚杆机搅拌树脂药卷至规定时间25s停止搅拌,保持气腿推力等待50s 后重开锚杆机,拧紧螺母依次安装其余顶锚杆。
顶部锚杆由中间向两侧面安装,滞后工作面8m 打帮锚杆孔,安装帮锚杆,同时打顶部锚索孔,安装树脂药卷锚固小孔径预应力锚索,滞后迎头8～12m 架设工字钢棚挑棚。
212 刷大切眼施工工艺炮掘落煤清理危岩活矸临时支护铺顶网上梯子梁加固前探梁打顶部锚杆孔并安装帮锚杆,同时打帮部锚杆打顶部锚索孔,安装树脂药卷锚固小孔径预应力锚索。
滞后迎头8～12m 架设工字钢棚挑棚,按照规定打木垛加固顶板。
213 施工安全技术措施施工安全技术措施主要包括拨门管理、顶板管理、打眼爆破管理、“一通三防”管理、防治水措施、煤质管理、过地质构造措施、修护措施、机电管理、运输管理等。
3 支护效果分析311 测站布置及监测效果本次试验中测站布置在切眼下出口及其向上每30m 的地方。
在试验中应用顶板离层仪观测了巷顶以上612m 和214m 深处的离层情况,见表1。
应用“十字测量”法观测了巷道的表面位移,见表2。
表1 Ⅱ7210切眼顶板离层统计测点号12345内筒位移/mm 48795外筒位移/mm3756表2 Ⅱ7210切眼掘进期间巷道变形位置累计水平变形/mm最大变形速度/mm ・d -1平均变形速度/mm ・d -1累计底鼓量/mm平均底鼓速度/mm ・d -1观测时间/d Ⅱ7210切眼206016730130312 经济效益分析与传统的工字钢架棚支护相比较,大采高切眼采用锚梁网索支护取得了良好的效果,Ⅱ7210大采高切眼采用锚梁网索支护,与生产条件、断面尺寸相同的矿工字钢棚支护相比较,每米切眼节省费用712元,支护成本降低了43%,同时大大提高了安装期间的安全性。
92 收稿日期:2008-10-12 作者简介:李 林(1971-),男,河南夏邑人,工程师,1994年毕业于太原理工大学采煤专业,现任鹤壁六矿总工程师。
鹤壁六矿东风井井筒综合加固技术李 林,陆宏喜,陈玉明,张群英(鹤壁煤电股份有限公司第六煤矿,河南鹤壁 458000) 摘 要:鹤壁煤电股份有限公司第六煤矿东风井因局部岩性差引起井壁破坏,影响生产。
通过调查分析,采取安装井圈、浇注混凝土、壁后注浆、喷混凝土封闭等综合加固技术,其施工速度快、针对性强、见效快,且井筒加固后,运行良好。
关键词:井筒综合加固技术;井圈;浇注混凝土;壁后注浆;喷混凝土 中图分类号:T D26215 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2009)022******** 概 况鹤壁煤电股份有限公司第六煤矿始建于1958年,东风井于1991年10月建成。
2007年10月在东风井底发现有井壁剥落掉浆皮现象,2008年6月,公司组织有关人员坐吊桶进入东风井井筒进行现场勘查发现:从井口向下22415m 开始,井壁出现开裂脱落,脱落体与井筒交线为不规则椭圆形,水平方向宽度约占井筒周长的1/3,竖直方向长度约10m 。
从椭圆四周向中心观察,脱落层逐渐加厚,并出现岩石层破坏脱落,形成“立着的锅底形”,锅底约4m 2,深315m 。
脱落岩层为砂质泥岩、泥质页岩,较破碎(图1)。
经分析,东风井井筒破坏原因主要是:①井壁破坏段岩石为砂质泥岩、泥质页岩,灰色,含铝质,裂隙发育,破碎,裂隙被钙质充填;砂质泥岩岩性差,节理发育,遇水后易变软,易风化。
②破坏段设计支护为混凝土,壁厚0135m,建井施工中没有根据实际情况修改设计,加强该段支护。
③在井底清理掉落的杂物时,很少发现锚杆、网片,同时现场勘查破坏段浆皮开裂,说明建井施工该段时,工程质量存在问题。
2 井壁综合加固技术设计东风井局部破坏的主要原因是岩性差,支护强度不足,工程质量有问题,井壁脱落后失去封闭性能,在高温潮湿空气作用下,井筒破坏得到加速,因此加固技术要综合考虑补强和密闭效果。
经研究,决定采用挂井壁、浇注混凝土、壁后注浆、喷混凝土综合加固技术(图2)。
211 挂井圈加固井壁从井壁破坏段以上419m 处开始至破坏段以下218m 全部挂井圈加固,总长度1717m,共26圈。
井圈采用20#槽钢制作,每圈3节,每节用3根树脂锚杆固定,锚杆规格27mm ×380mm (破坏区域根据情况加长),间距113m 。
井圈间采用20#槽钢制作立柱连接,每层3根,层间立柱均匀错开布置(图3)。
212 喷射混凝土破坏区域采用喷射混凝土补强封闭,长度10m,喷混凝土厚度150mm;井圈加固段采用喷射混凝土封闭井圈,长度1717m,喷混凝土厚度100mm 。
强度等级C20。
213 加钢模板,壁后浇注混凝土井壁破坏区域10m 内衬3mm 厚钢板,破坏区域井圈018m 以外用矸石充填,壁后浇注混凝土,强度等级C30。
214 壁后注浆注浆加固范围:井壁破坏区域10m,破坏段上部419m 和下部218m,共计1717m 。
注浆段高3m,孔间距216m,共5段30个孔。
注浆管Φ25mm,一端带丝扣,长度:未破坏区域1500mm (外露50mm,打入1450mm ),破坏区域312～415m (根据浇注混凝土厚度预埋)。
浆液泵型号VDH -30/60,注浆终压为112MPa 。
注浆以单液为主,与双液浆4 结 语大采高切眼锚梁网索支护技术有效地控制了顶板岩层的冒落,保持了大跨度切眼的围岩稳定,与以往切眼采用架棚与中间加走向挑棚支护方式相比,不仅改善了切眼的维护状况,控制了巷道的变形破坏,且减轻了劳动强度,扩大了大采高设备的安装空间,降低了支护成本,现在设备安装已经完毕,在施工以及安装期间未出现明显矿压以及巷道变形。