煤矿锚网支护在厚煤层采煤工作面上的应用
锚网索喷支护技术在厚煤层底板巷的应用

2 0 1 3年
锚 网索 喷支 护 技 术 在厚 煤 层 底 板 巷 的应 用
张连 续 , 李学文
( 龙煤集 团鹤 岗分公 司兴安煤矿 , 黑龙江 鹤 岗 1 5 4 1 0 2 )
摘
要: 介绍了兴安煤矿在施工四水平北 1 1 层一三区二段底板层 大断面巷道时, 采用一梁三索、 锚
术, 一 举解 决 了上述 问题 。大 断面 月进 尺 达 1 5 0 m, 比施 工本 区域一 段 的 月平 均 进 尺 提高 近 一倍 , 每米
2 2 m 。①锚索选用长 8 . 3— 1 2 . 3 m的 + 1 7 . 2 8 m m 钢绞线 , 间距 1 . 5 m, 排距 0 . 8 m, 每排 5 根; ②锚索
网索 u型棚喷碹联合支护工艺存在工作量大、 工艺 复杂 、 顶板 受力不 够 均 匀 、 巷 道 造 型不 好 、 回采 速度 较低 、 材料消耗大、 安全性低等问题 , 在经过科学分 析 比较 的基础上 , 施 工 四水 平北 1 1层一 三 区二段底 板层时 , 大胆采用 了 “ 一梁三索 ” 锚 网索喷支护技
巷道节约成本近千元 , 为大型综采设备的安装和使 用创 造 了方便条 件 。
m; ④树脂药卷采用 M S C K 2 5 6 0型快凝锚 固剂 , 每孔
2支 。铺 双层 钢筋 网 , 网孔 5 0 m m、 网宽 1 . 0 m、 网长 2 . 0 m。走 向倾 向各搭 接 0 . 2 m, 用 1 4 铁 丝 双丝 双
0 引言
针对 厚 煤层 底 板 层大 断 面巷 道 施工 时 , 采 用锚
1 . 2 支护参 数设计
机道、 轨道 : 采用 E B Z 一 1 5 0型掘 进 机施 工 , 巷 道
煤矿采煤工作面超前支护的应用与发展

煤矿采煤工作面超前支护的应用与发展发布时间:2022-08-22T09:55:05.645Z 来源:《科学与技术》2022年第30卷第4月第7期作者:李文强[导读] 煤炭资源在我国经济发展中是非常重要的能源,随着煤矿开采力度的加强煤矿开采深度不断增加,矿山存在着更加明显的压力李文强四川省川南煤业有限公司鲁班山北矿四川宜宾 644000摘要:煤炭资源在我国经济发展中是非常重要的能源,随着煤矿开采力度的加强煤矿开采深度不断增加,矿山存在着更加明显的压力,也就不断加大了煤矿工作面超前支护的难度,特别是沿空巷道,如果没有足够的支护强度和支护距离将会导致冒顶和冲击地压等安全事故,依据矿压显现规律,本文详细对比分析了金属顶梁配合单体液压支柱支护、自移式顺槽支架支护、交替移动式支架支护以及单元式支架支护等几种支护方式的优缺点。
通过巷道断面尺寸和超前支护优化措施的应用,能够增强支护顶板的安全性,还能够具有操作较为方便的效果,为煤矿采煤工作面超前支护的应用提供了帮助。
关键词:煤矿、采煤工作面、超前支护、应用与发展在煤矿开采工作过程中顶板事故是不能够忽视的一类安全事故,采煤工作面顶板事故与巷道顶板事故是煤矿顶板事故的两类情况。
经过多年的发展,煤矿企业已经逐步推广应用综合机械化和智能化的开采,在煤矿采煤工艺和采煤方法等方面取得了明显的发展,同时,发生采煤工作面顶板事故的几率也得到了较大程度的降低。
在开采深度不断增加的情况下,岩性也随之发生了变化,矿压也更加明显,为了能够便于大型生产系统的需要不断扩大巷道断面,发生巷道顶杆事故的可能性也随着增加,特别是采煤工作面回采巷道超前支护段。
巷道支护的强度和形式较大程度的影响到顶板事故的发生,两者具有较为密切的联系,煤矿企业安全生产的前提保证是需要具有科学的超前支护方式。
当前已经应用的超前支护包括包括金属顶梁配合单体液压支柱、支撑式顺槽支架、交替式移动支架、单元式支架等,各类支护方式各具有优缺点,本文将重点进行各类支护方式的对比分析。
锚网索支护在急倾斜综采放顶煤工作面的应用

3 快速掘 锚能 改变 巷 道 围岩 的变形 特 征 , ) 有利
于巷道 围岩稳 定 , 而形 成 良性 循环施 工条件 。 从 3 2 锚杆 支护 参数 的确 定 .
45 回风顺 槽 要 运 输 、 装 支 架 , 出 大 型设 备 , .m; 安 进 改善 通 风 条 件 , 道 净 宽 要 求 4 0 切 眼 净 宽 巷 . m, 65 如果 继 续 采 用 棚 式 支 护 , 初 投 资 大 , 装 、 .m, 起 安 回采维 护 困难 , 护 工作 量 大 , 安 全 因 素 多 KH + £1+ 2
式 中 :—— 锚 杆长 度 m;
— —
冒落 拱高 度 m;
第 l 期 1
金 天 湖 : 网索支 护在急 倾斜综 采 放顶 煤工 作 面 的应用 锚 安全 系数 , 一般 K= ; 2 3 锚杆 直径 的确定 )
6 7
厶—— 锚 杆锚 人稳定 岩层 的深度 , 般 按 经验 一
发展 的轨道 。
结 出 了一套适 合三矿 急倾 斜煤层 条件下 煤巷锚杆 支
护 技术 与施工 工艺 。
3 1 煤层 巷道 的变形 特征 和加 固要领 .
l 矿 井 概 况
窑街 煤 电集 团公 司三 矿皮 带斜 井现 有 四、 、 五 六 三个生 产采 区 , 低 沼气 , ( ) 二 氧 化 碳 突 出 属 煤 岩 与
第2卷 6
第 1 期 1
甘肃 科技
Ga s ce c n e hn l n u S i n e a d T c o
26 No l .1
21 0 0年 6月
Jn u . 2 l 00
锚 网索支 护 在 急倾 斜 综 采放 顶煤 工 作面 的应用
锚杆-锚网-锚索联合支护在缓倾斜中厚煤层巷道中的应用

企 业 技 术 开 发
T CHNOL E OGI AL D C EVE O MEN NT RP S L P T OF E E RI E
2 1 年 5月 00
Ma .01 v2 0
锚 杆一 锚 网一 锚 索联合 支护在缓倾斜 中厚 煤层巷 道 中的应 用
作者简介 : 智( 6 一 , 大学 专科 , 徽 淮北 人, 张 1 2) 9 男, 安 主要 研 究方 向
力锚索 , 每根锚索使用三支 Z 50型树脂锚 固剂锚固。 25 两帮采用 M 型钢带 , 3 高帮钢带长 3 0 m, 20 m 每根钢 带5 根锚杆 , 低帮钢带长 2 5 m, 10 m 每根钢带 4根锚杆 , 高 帮 锚杆 规 格 为 M 4 L4 0m 型 无纵 筋 左 旋 螺 纹 高强 2 一 20 m
维勘探资料和物探资料综合分析 ,该工作 面的构造较复 杂, 7 且 煤层为不稳定煤层 , 断层较发育 , 在实 际施工 中 煤 岩层 产状 及 煤 厚可 能 出现 一 些 变化 。风巷 、机巷 施 工
过 程 将 揭 露 F 9 、S0 、S0 、S0 、S 1 、S0 、 S 9 F 15F 11 F 19 F 10 F 10 F 16 层 , 中 F I0 F 16断 层 对 生 产 有一 定 的 影 S0 断 其 SO 、S0 响 ,S 9 F 15 F 1 1F 19 F 10断 层 对 生 产 影 响 较 F9 、S0 、S0 、S0 、S 1 大 , 断层 影 响 , 巷 、 巷 施 工 过 程 中 将 会 发 育 多 条 小 受 风 机
张 智
( 徽淮 北 矿 业集 团有 限责 任公 司 , 徽 淮 北 250 ) 安 安 300
摘 要 : 青 东煤矿 首采 面 7 6工 作 面机 巷 , 用锚 杆一 锚 网一 锚 索联 合 支护 。 得 了 良好 的 支 护 效 果 , 在 2 采 取
采煤工作面锚网索支护沿空留巷技术的研究与应用

1工作面地质概况工作面开采2#煤。
层位较稳定,煤层倾角8~18°,平均13°,平均厚度2.4m ,工作面直接顶为6m 细砂岩,斜交层理发育,工作面采用倾斜长壁后退式轻型放顶煤采煤方法,顶板采用全部垮落法管理。
2顶板预裂爆破切顶技术留巷原理超前采面煤壁一定距离(在高峰压力前),对顺槽巷道采面一侧顶板进行预裂爆破,使之形成一定深度的并与铅垂线有小夹角的立面贯穿裂缝。
采面向外推进,采空区顶板垮落,采面一侧的顶板沿立面贯穿裂缝切顶垮落,垮落的岩体成为留巷的巷帮。
当采空侧顶板切顶垮落后,顺槽巷道顶板成为悬壁梁,在锚索、锚杆悬吊和组合梁作用以及巷道内单体支柱的支撑下,维持平衡。
随着采面向外推进,采空区后方顶板,进一步垮落,垮落的矸石填充了采空区后方的空间,支撑了上覆岩层,对沿空留巷顶板给予一定支撑,逐渐趋于稳定,形成沿空留巷。
在沿空留巷过程中,预裂爆破技术是关键,其顶板能否形成预裂面,预裂面的角度、深度是否合理,是沿空留巷能否成功的主要因素。
3工作面顺槽沿空留巷的设计设计方案如下:①沿空留巷采用顶板定向预裂爆破、锚索工字钢预加固联合切顶技术,现巷道规格:4×2.6m,留巷后设计规格:3.3×2.7m。
(详见图1)②锚索工字钢预加固施工超前支架位置20~50m 完成,无缝钢管打设与支架位置同步,并进行施工质量监测。
同步安设常规矿压监测装置。
锚索工字钢加固方式:顺巷道走向打设2排锚索工字钢,自下帮至上帮方向排距依次为400mm 、1500mm,间距800mm ,并与2m 长18#工字钢连锁,锚索采用φ21.6mm×10m 钢绞线,无缝钢管采用6寸充填管路(长度根据巷道高度制做,自制顶帽),间距为1m 。
③超前支架位置不小于20m 在溜子道顶板预裂爆破钻孔施工及定向预裂爆破切缝。
定向预裂爆破孔直径为42mm ,间距1.0m ,每两个爆破孔中间位置打一个导向眼,孔径42mm 。
综掘锚网支护在急倾斜厚煤层中的应用

11 .
架 棚 支 护 最 大 的 弊 端 除 了 是 被 动 支 护 外 , 次 其 就 是 不 能 与 围 岩 直 接 发 生 作 用 。 特 别 是 两 棚 腿 更 是 很 难 与 巷 道 i 帮 紧 密 贴 紧 , 而 不 能 对 巷 帮 提 供 任 N 因 何 的 主 动 支 撑 。 帮 是 受 力 薄 弱 的 部 位 , 别 对 于 半 巷 特 煤 岩 巷 道 更 是 如 此 。 巷 道 遭 遇 地 质 变 化 , 者 其 他 当 或 的 动 力 影 响 时 , 道 两 帮 极 易 发 生 鼓 出 变 形 破 坏 现 巷 象 。 如 果 不 能 给 予 巷 帮 提 供 及 时 有 力 的 支 护 阻 力 的 话 , 易 引 发 片 帮 发 生 , 帮 会 导 致 大 面 积 巷 帮 的 垮 极 片 落 , 后 导致 巷道坍 塌 事故 。 最 1 3 支 架 易 发 生倒 架 事 故 . 支 架 的 稳 定 型 是 架 棚 支 护 重 点 防 护 的 环 节 。 棚 梁 和 棚 腿 不 能 与 围 岩 密 贴 , 架 与 围 岩 不 能 产 生 主 支 动 地 相 互 作 用 , 棚 子 受 力 不 平 衡 或 者 受 到 偏 载 作 当 用 , 易 引 发 倒 架 事 故 。 别 是 当 开 采 煤 层 倾 角 较 大 极 特 时 , 棚 支 护 防 止 棚 子 滑 到 非 常 关 键 。 属 棚 主 要 通 架 金
1 两 帮 易 发 生 片 落 事 故 .2
性 很 差 , 到 地 质 变 化 或 者 其 他 外 力 作 用 , 致 棚 子 受 导 滑倒 , 且可 能 引发伤 人事故 。 而 架 棚 支 护 不 能 主 动 承 载 围 岩 , 易 引 发 围 岩 的 极 离 层 松 动 破 坏 , 致 巷 道 变 形 过 大 而 发 生 失 稳 。 锚 导 而 杆 支 护能 提供 主动 的、 时 的 、 有 力 的支 护 阻力 , 及 强 阻 止 围 岩 的 离 层 松 动 , 够 保 证 巷 道 的安 全 稳 定 。 能 因 而 , 适 宜 的 地 质 条 件 下 , 大 多 数 矿 区 锚 杆 支 护 已 在 绝
锚网索喷在特厚煤底板巷中的应用

上帮锚杆采用 O1 2 0 r 6× 0 0 m的左旋无纵筋锚杆 , a
间排距 80× 0 m 金 属 网由拱基线 往下敷挂 , 0 8 0 m; 网间 搭接长度 10 m, 隔 3 0 m 用双股 1 丝联 网一 0m 每 0r a 2铁 道 。钢带与顶 部共 用 。底 脚和腮 部 采用 4根 O1 6× 20 m 0 0 m左旋 无纵 盘锚 杆 , 间距 80 m。锚 杆抗拔 力 0m
12 1 锚 杆 . .
80 m; 0 m 金属 网 由拱基 线 向上 敷挂 , 网问搭接 长 度 为 10 m, 0 r 每隔 30n a 0r m用 双股 l 。 2 铁丝联网一道 , 搭接部 份应用锚杆托盘压实。钢带垂直巷道走 向安设 。锚索
抗 拔力 不 小 于 10 N 5k 。 132 两 帮支护. ..
・收 稿 日期 :09—1 5 20 2—1
钻 眼放炮 一临时支护 一 安装顶部锚索及锚杆 一铺 金属 网 一 上托盘及 托梁 ~ 拧紧螺母及索具。 工作面掘进施 工 的重点 放在防止抽 顶和离层 , 采 取加强放炮管理 、 留预 留层 、 多 导硐法施工 等措施 , 尽 量减小放炮对巷道顶 、 帮的的破坏 。 22 锚杆 安装 工艺 . 22 1 打锚 杆 眼 .. 锚杆 眼的位置要准确 , 眼位误差不超过 5 m 0 m。锚 杆眼深度与锚杆长度相 匹配 。 2 2 2 安装锚 杆 .. 采用锚杆安装 机安装 锚杆 。安装时 , 脂锚 固剂 树 送人眼底 , 搅拌时 间大于 1 2 s7 i 5— 0 ,mn后安装托盘 和 螺母 。螺母用锚杆安 装机安 装 , 给锚 杆施加一定 预 紧 力, 拧紧力矩不小于 10 m。 2N ( 下转第 3 8页)
系数 f 0 5— . 。该 工 作 面设 计 为 综 放 工作 面 。 = . 08
锚网索支护在工作面巷道中的应用

1 1 1工作 面 回风巷 和 运输 巷 均 沿煤 层底 板 10 布置 ,巷 道 长度 6 0 左 右 。 由于吉 克煤 矿 为煤 6m
与 瓦斯 突 出矿 井 ,回 采 工 作 面 需 风 量 较 大 ,回
锚 网 索联 合 支护 技 术是 锚 杆 支 护 和 锚 索加 风 巷 净 宽达 35 . m,有 两 种 断 面形 式 ,一 种 为 半
层 ,即 M9 、M 1 、M1 、M 1 、M2 1 5 6 1和 M2 2煤 2支护 方案
层 ,均 为 中厚 煤 层 。 可 采 煤 层 直 接 顶 底 板 多 为 21 道 开掘后 的 受力分 析 .巷
泥 质 粉 砂 岩 和粉 砂 质 泥 岩 ,属 软 弱 岩 类 ,矿 区
巷 道 开 掘后 , 围岩 由三 维应 力 状 态 变为 二
快形 成承 压 结构 。
程度低 。锚 网索 支护具有主动 支护的特点 ,符
3 ) 合理选择 支护体参数并在施 工的同时进行 合前 面的支护原则和 支护原理 ,具有施工速度
监 测 工 作 ,及 时 对 数 据 进行 分 析 处 理 , 以保 证 快 、 支护 成 本 低 、支 护 效 果好 等优 点 , 同时鉴 条件 变化 时能选择 合理 的 支护参 数 来控制 。 于业 主 已有 大量 锚 网索 支护 的施 工 经验 , 因此 ,
富源县吉克 煤矿设 计生 产能 力 4 5万 t ,采 布 置 方 式 ,工 作 面回 采 巷 道 掘 进 断 面较 大 。 由 /a 用斜 井 开拓 ,设 计 以一 个采 区一 个 工作 面保 产 。 于煤 层 直 接 顶 底 板 不稳 定 ,导 致 工 作 面巷 道 支 1 1采 区 为矿 井 首 采 区 。 首 采 区 内 可采 煤 层 6 护 困难 。 0
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煤矿锚网支护在厚煤层采煤工作面上的应用
介绍了某煤矿炮掘煤巷锚网支护技术的应用及实践情况,包括锚网支护技术的设计、施工及施工中出现的问题和对策、矿压监测等,并提出了建议。
标签:炮掘;煤巷锚网支护技术;设计;施工;建议
引言
综采是煤矿主要采煤方法,其工作面每年需布置2500m左右的跟底板掘进煤巷。
以往,综采工作面,回采巷道掘进支护,普遍采用工字钢棚或木棚的支护方式。
这两种支护方式存在的缺点:工字钢棚或木棚笨重;工作面回采时工作面上下两端头支护及回料困难;掘进支护材料费用高;巷道断面得不到有效利用。
为了解决全煤巷道支护问题,某煤矿自2005年初积极推广应用了煤巷锚网支护新技术。
到目前为止,锚网支护已成为该矿煤巷掘进的主要支护形式。
1 井下围岩地质条件
该煤矿目前主采7#、11#煤,综采工作面主要布置于11#煤层中。
11#煤层平均厚度3m,煤层倾角平均为5-10°,煤层结构简单,属稳定性煤层。
11#煤顶板为粉砂岩,厚度0~4m;老顶为中砂岩,厚度15.0m左右。
2 支护机理及支护参数
2.1 支护机理。
2.1.1 顶板支护。
通过锚梁网共同作用,使巷道顶板组成一个“似整体”提高顶板的整体强度,增强抵抗地压的能力,防止顶板变形和下沉。
2.1.2 巷帮支护。
通过锚梁网共同作用,增强煤帮表面稳定性,防止片帮,提高煤帮有效承载力。
2.1.3 锚索加强支护。
当巷道顶板处于软弱的煤岩层位时,其顶板可视为“潜在的冒落区”,巷道顶板有可能整体跨落,并通过锚索对被加固岩体施加预应力,限制顶板岩体有害变形的发展,从而提高顶板的稳定性。
2.2 支护参数。
2.2.1 顶部锚杆。
顶部选用φ18×1800mm螺纹钢锚杆,间排距800mm×800mm(顶帮破碎600mm×600mm,顶板坚硬时1000mm ×1000mm),每孔用K2360树脂药卷二只(端头锚固),锚杆机安装一次完成。
单根承载力≥60kN。
采用钢筋梯子梁、菱形金属网护顶。
2.2.2 帮部锚杆。
巷帮选用φ16×1800mm钢筋锚杆,间排距800mm×800mm (特殊情况同上),每孔用K2360树脂药卷二只,煤电钻安装一次完成,单根承载力≥40kN。
采用钢筋梯子梁、金属(塑料)网护帮。
2.2.3 预应力锚索。
锚索选用φ15.24mm低松弛钢铰线,每根长6m左右(长度取决于锚索打入老顶砂岩1m以上所穿过各类煤岩的厚度),每孔用MSK3535树脂药卷两只,利用锚杆机完成锚索锚固。
锚索托盘300mm×300mm厚8mm钢板加工而成。
单根承载力≥180kN。
布置锚索的间排距视具体情况决定,一般排距为3m,每排1根。
3 施工工艺及质量管理
3.1 施工工艺。
该煤矿全煤巷道的掘进工作主要由三个掘进队负责,各队机械设备基本配置为:0.3耙装机、40型溜子、MQT-85J锚杆机、MZ-12A湿式煤电钻或ZQS-50型风动煤钻等。
具体工艺为:爆破落煤后,施工人員进入工作面、敲梆问顶对迎头顶板进行临时支护,然后铺联顶网上钢筋梯子梁、打设顶中部两根锚杆,再打顶部两侧锚杆,最后锚两帮锚杆。
3.2 施工中出现的问题及对策。
3.2.1 巷道成形不易保证,顶、帮煤易受影响而酥松。
锚网支护技术关键之一就是先保持住巷道成形,以利于锚杆安装和安装后托盘紧贴煤壁,增强锚固力。
由于掘进采用的是炮掘工艺,多次放炮势必会对巷道成形和围岩稳定造成影响。
因此,我们首先抓迎头爆破参数。
炮眼布置时,周边眼距巷道轮廓线一般内收400mm左右,煤体破碎时可留更多。
周边眼间距应严格不超过400mm,周边眼、掏槽眼、辅助眼眼向应水平并顺巷道方向,防止爆破作业时落煤冲击煤顶和煤帮,易造成煤体破碎。
周边眼每眼装药量应严格不超过三分之一药卷。
其次是灵活选择断面。
当煤层层面不规则时,选择拱形断面;当煤层内层面较明显时,沿主层面选择淋肩断面,不人为破坏煤顶。
3.2.2 施工中易出现顶部梯子梁、帮部托盘不能紧贴煤面的现象。
由于受多次振动,顶、帮煤易酥松破碎,造成锚杆虚锚。
为此,掘进时一是采取梯子梁加背板的做法。
二是对虚锚严重的,重新补打锚杆。
三是安装顶部锚杆时,先布置中间锚杆,再锚两侧锚杆。
4 矿压观测
4.1 锚杆锚固力檢测是随机进行的(300根一组),观测结果表明,顶部锚杆锚固力多处于6
5.6-73.4kN,其他也均大于设计锚固力≥60kN的额定值;两帮锚杆锚固力多处于4
6.2 -58kN,其他也均大于设计锚固力≥40kN的额定值,且此锚固力不是锚杆的最终破坏力。
这说明锚杆在施工过程中质量控制得较好,为锚杆发挥支护作用提供了保障。
4.2 根据技术要求,每60m安装一组顶板离层仪,每100m设置一个表面位移观测站。
要求每日观测一次并做好观测台帐,及时掌握顶板的离层变化和煤体的表面位移变化情况,根据观测数据及时修改支护参数。
近年来,此煤矿大力推广应用煤巷锚网支护新技术,对提高单产单进,建设高产高效矿井,平衡采掘关系,提高煤矿综合效益等起到了积极作用。
结语
锚网支护的优越性不可置疑。
但在此煤矿的具体实践中还存在以下问题:
(1)检测手段不完备,缺乏对围岩动态变化和地应力的研究,巷道围岩分类工作有待于进一步细化。
(2)要深入研究不同地质条件下的锚网支护机理和支护参数,扩大应用范围,使其能够适应各种复杂的围岩条件。
(3)由于该矿开采水平逐渐降低,将来需在深部采区布置综采工作面,因此应进一步进行锚网支护作用机理研究,努力探讨深部区域跟底板掘进煤巷的支护技术。
(4)加强职工技术培训,使之掌握锚网支护的技术标准和施工规范,不断提高操作水平。
(5)工作面回采期间加强矿压监测工作,研究工作面回采时的矿压显现规律,反过来对巷道的锚网支护参数提出改进意见。
参考文献
[1] 复杂顶板下悬移支架管理维护技术实践[J].李明磊,王菲,马瑞刚.中小企业管理与科技(下旬刊). 2013(06).
[2] 悬移支架应用中存在问题探讨[J].乔华一.陕西煤炭. 2012(04).
[3] 斜坡悬臂法悬移支架上架器的设计与应用[J].李忠越,王俊营,王铁锋.中州煤炭. 2010(08).
[4] 并列双滑杆式悬移支架诞生[J].李剑锋.煤矿机械. 2000(11).
作者简介:张彪炳,男(1993.07—),汉族,广东梅州人,本科学历,毕业于中国矿业大学应用技术学院采矿工程,助理工程师。