锚杆巷道过陷落柱的支护技术研究
掘进巷道过陷落柱安全技术措施研究

掘进巷道过陷落柱安全技术措施研究发布时间:2021-10-31T15:59:24.817Z 来源:《新型城镇化》2021年20期作者:毛仲涛刘文文[导读] 岩体松散,工作面地应力叠加,常常需要合适的支护方案。
枣庄矿业集团矿业管理有限公司太岳分公司山西长治046599摘要:煤矿巷道过陷落柱开采期间极易发生冒顶事故问题,降低了开采效率。
某煤矿开采期间针对巷道过陷落柱时采用了钢棚与全断面锚网索支护技术。
实践发现,在采用此技术后,巷道顶板的稳定性得到了有效提升,有效避免了大面积垮落与顶板冒顶事故问题,加快了过陷落柱期间的煤矿开采速度,保证了巷道的安全开采,具备良好的开采效果,值得在此后的煤层开采作业中得到进一步的使用。
关键词:掘进巷道;过陷落柱;安全技术;措施在实际生产中,陷落柱对煤矿的危害主要是破坏了煤层的连续性,影响了煤矿采掘施工。
由于需要绕过陷落柱,放缓了掘进速度,同时要求提高巷道支护工作面安全系数技术难度,造成回采工作中的放弃开采,并影响到资源量的开发。
一般来说,由于陷落柱分布情况复杂,岩体松散,工作面地应力叠加,常常需要合适的支护方案。
1过陷落柱施工技术概述为了有效保证过陷落柱期间的巷道施工的有效性,避免发生顶板垮落与大面积的空顶问题,施工人员将巷道设计为半圆拱形断面,且开采期间采用松动爆破技术。
煤巷过陷落柱期间利用 Y 一 28 型钻机进行掘进,断面的规格为 5.2×4.2m,拱形断面的高度为 2.6 米。
钻孔深度设计为 1.0 米,直径为 42mm。
实际开采过程中,钻孔采用三排弧形与两排直线的形式,完成煤矿爆破工作后,钻孔封孔长度不得低于 0.5 米,且及时在其中填装水炮泥以及矿用乳化炸药等,爆破孔最多为 5 个,为了确保爆破的安全性,应采用串联联线与正向装药的爆破方式,警戒距离不得低于 120 米。
且爆破时应采用风动煤岩钻仪器,使用长度为 1.8 米的双翼水钻头,利用1—5 段毫秒延期电雷管,且保证延长时间不得超过 130 毫秒。
综采面过陷落柱加固技术研究

综采面过陷落柱加固技术研究【摘要】本文通过对综采面过陷落柱加固技术进行研究,探讨了目前的现状和各种加固方法的技术研究。
综采面过陷落柱是煤矿采空区重要的支护构件,其安全稳定性对矿山生产具有重要意义。
文章分析了目前常用的柱体加固技术、锚杆加固技术和混凝土封浆加固技术,并对其加固效果进行评价与对比分析。
结论部分总结了综采面过陷落柱加固技术的研究成果,并展望了未来的研究方向。
本研究对于提高综采面过陷落柱的安全性和稳定性具有重要意义,为矿山生产提供了可靠的技术支撑。
【关键词】综采面、过陷落柱、加固技术、研究、现状分析、柱体加固、锚杆加固、混凝土封浆、效果评价、对比分析、研究成果、总结、未来研究方向、展望。
1. 引言1.1 研究背景现代矿山开采中,综采面过陷落柱是一种常见的加固措施,用于防止综采工作面遭受坍塌和崩落的风险。
由于地质条件、工程施工以及人为因素等各种因素的影响,过往的柱体加固技术在实践中存在一定的不足和局限性,需要不断进行技术研究和改进。
目前,国内外学者在综采面过陷落柱加固技术方面开展了大量的研究工作,提出了各种不同的加固方法和方案。
针对不同的矿山工况和地质条件,各种加固技术的适用性和效果仍有待深入的研究和验证。
本文旨在对综采面过陷落柱加固技术进行深入探讨和研究,通过对不同加固方法的现状分析和对比评价,探讨其技术优劣势和应用前景,为实际工程中的加固设计和施工提供科学依据和参考。
通过研究成果的总结和未来研究方向的展望,进一步推动综采面过陷落柱加固技术的发展和进步。
1.2 研究目的研究的目的是为了针对综采面过陷落柱存在的安全隐患和加固难题,探讨并提出相应的加固技术方案,以提高综采工作面的安全性和稳定性。
通过对该加固技术的研究,我们旨在解决综采面过陷落柱存在的结构脆弱、受力不均、易发生断裂等问题,进而提高综采面的工作效率和生产能力。
通过对不同加固方法的对比分析,评价其在实际应用中的效果,为综采面过陷落柱的加固工作提供科学依据和指导。
有关煤矿掘进工作面过陷落柱施工方法及主要安全措施探析

有关煤矿掘进工作面过陷落柱施工方法及主要安全措施探析为促进掘进工作面安全顺利的通过陷落柱,本文介绍了掘进工作面过陷落柱的主要施工技术,分析了其主要支护技术及回采技术,研究了其具体施工方法及主要安全措施,以期对掘进工作面安全顺利的通过陷落柱有所助益。
1掘进工作面过陷落柱施工技术1.1掘进工作面过陷落柱在开采的过程中,工作面时常会产生陷落柱。
陷落柱的形成主要是由于地下水连续溶蚀岩层,地表上方岩石出现坍塌所致。
它的产生极大地破坏了掘进工作面的煤层,阻断了煤层,增加了开采的难度,并且煤炭的回收率不断降低。
通常来讲,陷落柱的形状大多为不规则状,呈现为上小下大,其剖面呈现为卵形。
在开采的过程中,器械应当穿过陷落柱才可以到达另一端煤层进行开采。
1.2掘进工作面过陷落柱施工技术在开采过程中,掘进工作面过陷落柱是最普遍的生产问题。
大部分陷落柱中,其岩石硬度都过大,并且边角较为尖锐,运用机械来打通陷落柱具有较大的难度。
在实际生产的过程中,掘进工作面要迅速穿过陷落柱的关键在于陷落柱周围巷道支护技术所具有的可操性是否与实际生产相满足。
2掘进工作面过陷落柱施工中的支护技术及回采技术现状在掘进工作面迅速通过陷落柱的施工过程中所运用到的支护技术主要有两类,分别为工字钢棚与锚网,这两类技术相结合运用在过陷落柱的施工中有着广泛的应用。
2.1锚网支护技术在掘进工作面穿过陷落柱的施工中,通常使用锚网来对陷落柱周围的顶板进行支护。
在对支护进行搭建之前,应当交由专业团队在已完成支护的地点对巷道顶板加以确认,在确认无隐患之后,方可进行施工。
在锚网支护的实际施工中,其顺序为先上方后两边,即应当明确顶板锚网安装结束之后,才可以在对巷道两侧的锚网进行安装,这样才可以确保施工的安全性。
严格依照相应的标准要求来进行施工,对一些锚杆进行打孔时必须确保其深度达到要求,锚杆的固力、预紧力矩等均要达到标准及以上。
2.2工字钢棚支护技术在锚网支护搭建结束后,方可搭建工字钢棚支护。
煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术探析

煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术探析随着煤矿深度加深,落柱是掘进工作面进行生产活动中必不可少的施工活动。
落柱施工技术涉及煤矿生产安全,安全影响直接。
因此,落柱施工技术是掘进工作面现场必不可少的知识,它不仅是掘进工作面有效运行的关键,而且也是工作面安全生产的基本要求。
煤矿掘进工作面落柱主要施工技术,需要建立一套安全有效的落柱施工技术,以满足工作面生产的需要。
一、断面分析1.1 落柱断面选择煤矿掘进工作面落柱断面主要是控制落柱的位置和外形,一般要求分段掘进,当斜度大于十五度的回采工作面,应使用U型落柱断面,减少偏移量,减小进口和出口地板的偏差。
同时,在断面的落柱部分应穿越走马站,以确保落柱断面的平整,减少顶板和地板的错位。
落柱断面分为深落柱-箱形断面(D=1.2-2.2m)、无回采断面-梯形断面(D=0.8-1.2)、混合落柱断面(D=1-2.2m)三种类型。
二、放炮2.1放炮前准备在进行放炮作业前,必须进行充分的准备,内容包括:隔爆通道检查,检查落柱断面,熔化截面面积,设置台子,设置箱柱,检查炮药消费,检查防火措施,检查插管,等。
2.2弹体放炮弹体放炮是掘进工作面最常用的放炮技术。
其作法是按照规定的数量安装在落柱断面的顶板、边板和底板上的钻孔,然后将合金钻头、银头或炮棒放入钻孔中,最后把孔堵好,把钻头或银头放入筒体中,然后放进炮弹,加炸药,浇等,上气放炮。
三、小结煤矿掘进工作面落柱施工技术的技术要求的技术要求,要求施工者建立一套安全有效的落柱施工技术,以确保工作面有效运行和安全生产。
特别是在断面设计和放炮过程中,施工者要求严格控制落柱断面位置和外形,设计完善的放炮作业,并加强地质预报,以保证施工质量和工作面安全生产。
过陷落柱措施

西回风大巷过陷落柱安全技术措施西回风大巷掘进至657m处遇到陷落柱,对我矿西回风大巷的掘进造成影响。
为确保施工工作安全,特制定如下安全技术措施:一、支护方式1、采用锚网梁索喷联合支护,锚杆采用φ20×2000mm等强度螺纹钢锚杆。
锚杆使用一支CK2340和1支Z2388树脂锚固剂,锚杆外露长度为30~50mm,托盘为碟形托盘,规格:φ130×8mm。
锚索使用Φ15.24×6300mm钢绞线,锚索托盘为13#槽钢,每根锚索使用一支CK2340和两支Z2388树脂锚固剂。
每根锚杆锚固力不小于100kN。
锚索预紧力不小于150kN。
2、金属网使用φ6mm钢筋网,网片规格2000×1000mm,网目100×100mm,网片之间用14#铁丝扭结,扭结间距200mm。
网要压茬连接,搭接长度不小于100mm,连接点要均匀布置,双排连接。
3、锚梁用φ12圆钢焊制,顶板钢筋梁长度4800mm,两帮钢筋梁长度3500mm。
4、锚杆间距800mm,排距600mm。
5、锚索间距1200mm,排距1800mm。
6、在揭露陷落柱处和过去陷落柱处,应加强支护。
详见支护平面图。
7、喷浆厚度100mm,混凝土采用425#水泥;砂采用中沙作配料,颗粒粗细均匀,含泥量按重量计算不大于3%;沙子最大粒径小于8mm;初喷砂浆厚度为30mm,其水泥:砂配比以试验配合比为准;复喷砼厚度为70 mm,其水泥:砂的配比以试验配合比为准;水灰比为0.4—0.45;砼强度为C20。
速凝剂型号为J85型,掺入量一般为水泥重量的3~5%,喷拱取上限,喷淋水区时,可酌情加大速凝剂掺入量,速凝剂必须在喷浆机上料口均匀加入。
8、永久支护:锚杆滞后迎头不得大于0.6m,锚索滞后迎头不得大于1.2m完成后,要及时喷浆,喷浆滞后迎头不得大于10m。
9、施工顺序:拉中腰线→打眼→保护工作面的设备、器材→装药→洒水→放炮→洒水→永久支护→出渣→喷浆。
煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术探析

煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术探析工作面过陷落柱是煤矿施工中非常重要的一项技术,它是保障矿工安全的重要手段。
本文将主要对煤矿掘进工作面过陷落柱的施工技术进行探析。
对于过陷落柱的选点问题,需要考虑矿井地质条件、采红线、采场设置等因素,合理选择位置。
通常情况下,过陷落柱应设置在采场深部,避免过早过陷落,影响煤矿的正常生产。
在过陷落柱的施工过程中,需要采用合适的支护方式。
常见的支护方式有预拱法、掏槽法、液压支架支护法等。
具体选择何种支护方式,取决于煤矿的地质条件和施工要求。
预拱法是一种常用的过陷落柱支护方式。
它是通过设置拱形支护结构,在工作面进刀后预先施工,以增强周围岩体的稳定性。
在设置预拱时,需要考虑各种力学参数,如预拱高度、拱顶半径、挡片倾角等,以确保拱体的稳定性和周围岩体的安全。
掏槽法是另一种常用的过陷落柱支护方式。
它是在工作面进刀后,在矿体水平层面上留下一段空隙,并设置掏槽支架,用于支撑拱体和岩体。
在使用掏槽法时,需要合理确定掏槽长度、宽度和深度等参数,以确保支撑结构的稳定性和岩体的安全。
液压支架支护法是目前煤矿施工中较为常用的一种过陷落柱技术。
它是通过液压支架对矿体进行支撑,以增强周围岩体的稳定性。
在使用液压支架支护法时,需要合理确定液压支架的工作面范围、支撑力大小等参数,以确保支架的稳定性和煤矿工作面的安全。
过陷落柱的施工过程中还需要注意防治地质灾害。
煤矿地质灾害是矿工生命财产安全的重大威胁,在过陷落柱施工的过程中,需要重点关注岩体的稳定性,做好灾害防治工作,如设置适当的排水设施、加强岩体支护等。
煤矿掘进工作面过陷落柱的施工技术涉及到选点、支护方式和防治地质灾害等多个方面。
合理选择过陷落柱位置、采用适当的支护方式,并做好灾害防治工作,可以提高矿工安全,保障煤矿的正常生产。
煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术探析

煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术探析随着人们对煤炭资源的需求不断增加,煤矿的开采工作也日益增加。
而在煤矿掘进工作中,过陷落柱施工技术是一个重要的环节,它直接关系到煤矿安全生产。
探析煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术,对于提高煤矿安全生产水平具有重要意义。
煤矿掘进工作面过陷落柱是指在煤矿掘进工作面上,为了避免矿岩的发生坍塌而在地表进行的一种支护措施。
在过陷落柱的施工中,主要有以下几种主要技术,分别是预应力锚杆技术、高分子注浆技术、二次喷浆技术和综合支护技术。
首先是预应力锚杆技术。
预应力锚杆技术是通过在岩体中布设预应力锚杆,利用预应力锚杆对岩体进行支撑和固化,从而防止矿岩的发生坍塌。
预应力锚杆技术具有结构简单、施工方便、成本较低等优点,是一种较为常用的过陷落柱施工技术。
其次是高分子注浆技术。
高分子注浆技术是将高分子树脂注入岩体内部,利用高分子树脂的粘结作用,在岩体内部形成一种坚固的支护体系。
高分子注浆技术具有施工简便、成本较低、不受地下水位影响等优点,是一种适用于多种煤矿地质条件的过陷落柱施工技术。
再次是二次喷浆技术。
二次喷浆技术是指在预埋的支护体系上进行二次混凝土喷浆,从而形成一种坚固的过陷落柱支护体系。
二次喷浆技术具有施工速度快、支护效果好、适用于多种地质条件等优点,是一种常用的过陷落柱施工技术。
煤矿掘进工作面过陷落柱主要施工技术是一项非常重要的工作,它直接关系到煤矿生产的安全性和效益。
在实际工程中,应根据不同的地质条件和工程要求,选择合适的过陷落柱施工技术,并采取有效的措施进行保证和管理。
只有做到科学规划、合理设计、精心施工和严格管理,才能确保煤矿掘进工作面过陷落柱的安全稳定,为煤矿的安全生产提供良好的保障。
巷道掘进过陷落柱支护的优化

1971 15125 工作面地质条件15125工作面回风巷沿 15号煤层底板掘进,掘进长度 906m,矩形断面宽×高 =4.5 m×3.5 m,净断面 15.75 m 2。
巷道掘进工作由掘一队负责,掘进至 2032 号测点前方34 m 位置时揭露 X31 陷落柱,现阶段巷道左帮已经掘进进陷落柱 4.5 m,右帮全煤。
根据地测部预测,巷道掘进过陷落柱仍需要掘进16m,受到X31陷落柱影响,15125工作面回风巷围岩破碎,局部裂隙已经发育成黄泥。
2 原巷道支护方案巷道过陷落柱时采取的原围岩控制方案为:锚杆 + 架棚支护方式,巷道断面变更为梯形,毛断面上、下宽为 3.6 m、4.6 m,巷高 3.4 m;净断面上、下宽3.3 m、4.3 m,巷高 3.2 m。
采用的架棚规格参数为:棚梁长度 3.5 m,棚距 1.0 m,棚腿长度为 3.4 m。
顶部施工三根直径 20 mm、长度 2 400 mm 的螺纹钢锚杆,配套使用蝶形托盘,间距 1.2 m、排距 1.0 m。
采用上述方案掘进过陷落柱时,由于陷落柱附近部分裂隙内部存在黄泥,同时内部为低强度的黏土、破碎岩石等混合,导致施工的顶锚杆围岩控制效果较差、锚杆失效问题严重,巷帮出现不同程度片帮、帮腿下陷,给巷道的掘进安全以及掘进效率提升造成显著不利影响,延伸巷道掘进工期。
3 原巷道支护围岩变形的模拟分析数值模拟以 15125 工作面地质条件为基础,建立模型长×宽×高 =120 m×20 m×60 m,模型中各层对应岩性参数赋值参照该矿相应岩层岩性参数。
3.1 围岩塑性变形在原支护方案下,巷道围岩塑形变形破坏严重,巷道顶板岩层受到剪切、拉伸破坏严重,塑形发育范围已达到 2.8 m 以上,原支护方案中采用 2.4 m 锚杆显然不能满足围岩控制目的,这也是巷道顶部锚杆出现失效的主要原因。
巷帮、底板塑形破坏范围分别达到 1 m、2 m,这也与原支护条件下巷道过陷落柱出现巷帮片帮、底板底鼓问题相对应。
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面的强度来提高节理岩体的整体强度 、 完整性 、 稳定
性, 从而有效控制围岩变形和破坏。 ) 2锚杆采用全长
锚固, 通过锚 固剂 将锚杆 杆 体与孔 壁 粘结在 一起 , 使 锚 杆 随着岩 层移 动承受 拉 力 ; 当岩 层 发生错 动 时 , 岩
层与杆体共同起抗剪作用 , 阻止岩层滑动。
及时喷浆封闭陷落柱 内胶结顶板 ,防止围岩风化 、 破碎 , 避免锚杆、 锚索失效。再者 , 巷道喷浆后 , 一旦
受 压变 形 即 开裂 掉皮 ,容 易观 察 顶板 变 形情 况 , 便 于及 时采 取加 强支 护措 施 。
锚索预紧力保证根根达要求 。若巷道 内顶板锚杆 、
锚 索没 有可锚 性 时 , 需另 行制 定支 护设 计方 案 。 则 2 缩小锚杆 间排距 , . 2 采用高强度锚杆全长锚 固支护
重, 必须对陷落柱区的巷道进行锚杆支护设计 。
加固、 缩小锚索间排距 、 加强锚索的支护作用。锚索
的 主要 作用 有 : 锚 杆支 护 形成 的次 生承 载 层 与深 将
2 施工技术方案确定
为便于施工 , 巷道仍用矩形断面 。 2 必须保证锚杆 、 索在 陷落柱区域顶板的可锚性 . 1 锚 针对陷落柱 内顶板充填物为泥岩 、砂岩等 , 胶 结情况差 , 陷落柱附近可能有隐伏小断层 、 裂隙、 牵
载能力 ; 提高次生承载层 的稳定性 , 即使 次生承载
层发生断裂、 转巷道掘 进 完毕后 。 . 4 必须及 时 喷桨处 理
针对陷落柱 内顶板充填物为泥岩 、砂 岩等 , 胶
结情 况差 , 易风 化 的特点 。巷 道掘 进完 毕后 , 极 必须
2 缩小锚 索 间排距 , 强锚 索 的支护 作用 . 3 加
置。104 2 1 巷为矩形断面 , 净宽 4 毛宽 4 净 .m, 7 .m, 9
高 35 毛 高 3 .m, 掘 进 断面积 1. 2 1 6m, 76 。104巷 4m
陷落柱 区顶板在锚杆不能伸人到关键承载层 内时, 锚杆支护形成的次生承载层又不能完全保持
断力 , 刚 度 要 求 锚 杆 有 较 大 预 紧力 、 实 施 全 长 高 并
1 5m, . 在巷 帮 从上 向下 第 3根 锚杆 处 重 叠安 装 , 0 安 装 锚 杆 的位 置 焊接 两段 纵筋 ,纵 筋 间距 10mm, 0 以
便 安装 锚杆 。锚 索规 格 : 锚索 采用 (2 D钢 绞线 , /2 _ ) mi 长 度 54m, . 每排 2根 , 距 1 钻 孔 直径 3 l 排 .m, 6 0T Im;
凯 ( 9 3 )男 , 17 一 , 山西晋城人 , 大专 , 助理工 程师 , 从事 煤矿技术研究 及管理工作 。
47
山西 煤 炭 SH XI AN COAL
第3 卷 1
第9 期
根据上述要求及分析 : 应采用高强度 、 刚度 高
锚 网索喷 组合 支护 系 统 。高强 度要 求锚 杆 有较 大破
应 用 于 实践 , 取得 较 好 效 果 。
关 键 词 : 杆 ; 护 ; 落柱 锚 支 陷 中图 分 类 号  ̄D 2  ̄ T 337 文 献标 识 码 : A
1 赵庄煤 矿相关概 况
10 综采工作面采用大采高采煤工艺 、 31 三进一
锚杆 提供 的轴 向力 与切 向力 ,提高 不连续 面 的抗剪 强度 , 阻止 不连续 面产 生移 动和 滑动 , 通过 提 高结构
三支 锚 固剂 ( 支为 K 3 5 两 支 为 Z 3 0 , 固长 一 23 , 2 6 )锚
锚 固, 组合支护要求采用钢带 、 金属 网等护表构件。
具体 支护 设计 , 图 1 见 。
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一
度 1 0 m, 索预 紧力 不小 于 20 N。 6m 锚 4 5 k 托盘 : 用 采
第31 第9 卷 期 2 1 月 01 年9
山西煤炭 S NXI HA COA L
文章编号 :6 2 5 5 (0 )9 0 4 — 3 17 — 0 0 2 1 0 — 0 7 0 1
锚杆巷道过陷落柱的支护技术研究
陈 凯
( 晋煤集团宏圣矿建安装公 司 , 山西 摘 晋城 0 80 ) 4 0 0 要: 本文根据赵庄煤矿 10 工作 面 10 4 31 2 1 巷过 陷落柱的情况 , 究 了锚杆 、 索、 浆在过 陷落柱 的技术 , 研 锚 喷 并
陷落柱内充填物胶结情况差 、不连续面多 , 为 提高顶板整体强度 ,采用高强度锚 杆全长锚 固支
护, 并缩 小锚 杆 间排距 。锚 杆 的主 要作用 是 :) 过 1通
3 陷落柱 区锚 网索喷 组 合 支 护 系统
设 计
收 稿 日期 :0 10 — 2 2 1- 4 1
作者 简介 : 陈
稳定 的条 件下 ,就须 发 挥锚 索 具有 锚 固深 度 大 、 锚 固力 大 、 施 加 较 大 预 紧 力 等 优 点 , 须 进 行 锚 索 可 必
掘至距开 口 位置约 92 3 m处时揭露一陷落柱 ,受陷
落 柱 影 响 , 道 顶 板破 碎 、 层 、 顶 , 帮挤 出严 巷 离 塌 两
回布置方式。工作面东侧为两条进风顺槽 , 靠近的
顺槽为 10 1 , 2 1 巷 较远的顺槽为 103 。工作 面 21巷 西侧有两条顺槽 ,靠近的顺槽为进风顺槽 (2 1 10 2 巷) ,掘进时沿煤层顶板 留底煤布置 ;2 1 巷为 回 104
风顺 槽 ( 瓦斯 尾 巷 ) ,掘 进 时沿 煤 层顶 板 留底煤 布
引 褶 曲 、 层 倾 角 变 大 等 地 质 构 造 , 者会 出 现巷 煤 或 道 顶板 淋 水增 大 现 象 。 因此 , 为保 证 巷 道岩 层 顶板 的可 锚性 , 掘进 3m, 须 进 行 锚杆 锚 固力 试 验 ; 每 必
部围岩的关键承载层相连 , 充分调动深部 围岩的承