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      深埋巷道沿空掘巷支護技術

      2012-10-26 07:19:04陳冬冬牛學軍項敏
      中國科技信息 2012年12期
      關鍵詞:新集網索幫部

      陳冬冬 牛學軍 項敏

      1.國投新集能源股份有限公司口孜東礦,安徽阜陽 236153 2.國投新集能源股份有限公司新集一礦,安徽鳳臺 232172

      深埋巷道沿空掘巷支護技術

      陳冬冬1牛學軍2項敏2

      1.國投新集能源股份有限公司口孜東礦,安徽阜陽 236153 2.國投新集能源股份有限公司新集一礦,安徽鳳臺 232172

      新集一礦經過多年開采,已轉入深部開采,且經常出現(xiàn)沿空掘巷的情況,為此,必須設計合理的支護方式,以保證生產及安全需要。

      深埋巷道;沿空掘巷;錨網索支護;U型棚支護

      281110 綜采工作面位于新集一礦二水平八采區(qū)東翼,該工作面風巷埋藏深度為-519.3m~-547.8m,北鄰281108采空區(qū),跟11-2煤頂板施工,施工中根據(jù)實際地質資料調整施工坡度,掘進期間需從六采區(qū)11煤軌道上山上方通過。

      1 煤層頂?shù)装逄卣?/h2>

      老頂:以灰色、灰白色中細粒砂巖為主,局部為灰色砂質泥巖,靠近中下部局部發(fā)育一層極不穩(wěn)定的炭質泥巖,厚度2.44m~9.88m,平均厚度5.88m。

      直接頂:泥巖、砂質泥巖;灰色泥質,含鋁質,平均厚度3.22m。通常在11-2煤頂板上1.4m~7.51m發(fā)育一層厚0.8m~2.8m的11-3煤。

      直接底:泥巖,厚度1.83m~9.44m,平均厚度3.89m。煤層底板下為一層厚約0.53m的11-1煤,黑色、塊狀、條帶狀、煤質差。

      11-2 煤層:黑色,塊狀、條帶狀,半亮型煤,結構較復雜,絕大部分含有2~3層夾矸。

      純煤厚2.35m~3.85m,平均純煤厚度為3.05m,全層厚度為3.65m。

      2 支護設計

      2.1 支護形式

      支護形式以拱形錨網索支護為主,頂板破碎不具備拱形錨網索支護條件時,采用U型棚支護。拱形錨網索斷面凈寬×凈高=4.8×3.6m,頂部和幫部錨桿間排距均為800×800mm,錨索間排距為1.2×1.6m(錨網索支護斷面圖見圖1);U型棚斷面凈寬×凈高=4.8×3.7m,搪材棍、菱形網腰背,棚間采用槽鋼(或角鋼)拉條固定。

      圖1 281110風巷錨網索支護斷面圖

      2.2 支護材料及規(guī)格

      (1)拱部采用Φ20×2200mm錨桿,幫部采用Φ18×2200mm錨桿,間排距800×800mm;每排布置13根錨桿。

      (2)托盤采用10mm厚的鋼板制成正方形,邊長為120mm,并壓制成弧形。

      (3)錨網由Φ6mm圓鋼制作,網格100×100mm,長×寬=1.0×2.0m或1.0×1.1m。

      (4)鋼帶:鋼帶采用Φ12mm鋼筋焊制成梯子狀,長度為3.6m和2.2m及2.8m配合使用。

      (5)錨索規(guī)格為Φ21.8×7300mm,每排布置三根,間排距為1.2×1.6m,錨索托板均為

      300×300 mm及150×150mm兩塊,由厚10mm鋼板制作。

      (6)錨固劑采用Z2360型或Z2850型錨固劑,拱、幫部錨桿均為2卷/根,其直徑必須與鉆孔直徑相配套。施工時,若采用風錘打幫頂錨桿眼,應使用Φ32mm的鉆頭,錨固劑用Z2850型;若采用錨索機打頂部錨桿眼時,應使用Φ28mm的鉆頭,錨固劑用Z2360型。打錨索眼時使用Φ32mm的鉆頭,錨固劑用Z2360型4卷/眼。

      (7)U型棚采用29U型鋼制作。

      (8)菱形網長×寬=2800×800mm,拉鉤長度480mm。

      (9)拉條采用80#槽鋼或角鋼加工,其長度為1500mm。

      (10)木撞楔規(guī)格為1400×70×50mm或1800×70×50mm

      2.3 架U型棚永久支護質量要求

      (1)架U型棚支護時幫頂應嚴實有勁,棚間拉鉤和木撐應齊全有效并成一直線,U型棚間木撐7道,其中正頂1道,距棚梁端頭500mm各1道,每幫拱基處和底板處各一道;拉鉤3道,其中正頂一道,拱基處兩邊各一道。

      (2)架U型棚中線到每一側距離誤差為0mm~100mm;凈高誤差為0mm~100mm。

      (3)棚距誤差±50mm,U型棚梁腿搭接550mm,卡纜螺絲應采用力矩扳手緊固,扭矩不小于140N m,卡纜間距為200±20mm,搭接處卡纜外側距梁、腿端頭距離為10mm~20mm。

      (4)搪材棍直徑大于40mm,采用2根一組,搪材棍直徑小于40mm(直徑必須大于30mm,否則不準使用),采用3根一組,每組間距為300mm。菱形網搭接100mm~150mm,并用14#以上鐵絲雙股連網,連網點距不大于300mm,腰背必須過肩并整齊嚴密。

      (5)嚴禁空幫空頂,不得架等勁棚,掉頂處必須用半圓木接實,幫空處用巖石等硬料填實,如果棚子與周圍巖體接觸不實,每棚可用5~7塊木剎左右對稱將棚子剎緊,以達到良好地支護效果。

      (6)平巷施工棚子應垂直頂?shù)装?,前傾后仰不超過0.5°。

      (7)棚梁扭距不大于100mm。

      (8)過煤層期間,當U型棚腿窩處于煤層中時,必須對每根棚腿加穿一塊木鞋(或石鞋),其規(guī)格為長×寬×厚=250×250×100mm。

      (9)架設U型棚時,在每一棚U型棚頂部正中偏左200mm位置以及U型棚兩棚腿拉鉤鼻處下200mm位置處各使用一道槽鋼拉條(或角鋼拉條)加固U型棚,共計三根。

      2.4 錨網索永久支護質量要求

      (1)錨桿、錨索間排距嚴格按設計要求施工,錨桿間排距誤差±100mm,錨索間排距誤差±150mm。

      (2)錨桿、錨索墊板應緊貼巖面,墊板邊方向與巷道方向盡可能保持一致,避免歪斜。錨桿外露為15mm~50mm。錨桿、錨索應盡可能垂直巷道輪廓線的切線或主要巖層面,與巷道輪廓線的切線或主要巖層面夾角不小于75°。

      (3)錨桿拉力:幫、拱部錨桿均不小于10t(錨桿拉力器壓力表讀數(shù)不小于34.5MPa),螺帽緊固有力,扭矩不小于140N m。每根錨索錨固力不小于14t(采用MS-15-150/55錨索張拉器)。

      (4)錨網索支護的鋼筋網采用錨桿、鋼帶壓茬;鋼帶、錨網搭接100~150mm,鋼帶搭接部位應正好位于錨桿眼位置,用錨桿固定并用14#以上鐵絲雙股聯(lián)網,聯(lián)網點距不大于300mm。兩個循環(huán)之間的錨網壓茬,不準卸掉錨桿墊板螺帽,并用雙股14#以上鐵絲聯(lián)網。

      (5)錨網索支護巷道凈寬中線至一側距離誤差為0mm~100mm,壓力大段允許放大到200mm;巷道凈高誤差為0mm~100mm。

      (6)錨網索支護巖性好時,頂部錨桿緊跟迎頭,幫部錨桿可以滯后頂部錨桿6m,巖性差時,幫部錨桿、錨索緊跟迎頭。

      (7)頂板較穩(wěn)定的情況下,綜掘時錨索滯后迎頭不超過25m;頂板破碎不穩(wěn)定的情況下,錨索緊跟迎頭。

      (8)攪拌錨固劑45min后張拉錨索,張拉預緊力控制在18MPa。(采用MS-15-150/55錨索張拉器)

      (9)張拉時發(fā)現(xiàn)錨固不合格的錨索,必須立即在其附近補打合格的錨索,或者用張拉器將不合格的錨索拔出,然后用錨索機將原來的鉆孔重新鉆進一遍,重新安裝。

      (10)錨索張拉器的壓力表必須定期檢查,保證壓力表正??捎?。

      3 頂板管理安全技術措施

      (1)嚴格按爆破圖表及相關要求打眼、裝藥、放炮,盡量減少對幫頂圍巖破壞。

      (2)錨桿墊板緊貼巖面,螺帽必須緊固,失錨的錨桿必須及時補打,錨拉力、扭矩必須達到設計值。

      (3)錨網索支護段,放炮后支護頂板時,巖性好時,每次每排頂部支護錨桿的數(shù)量不得少于9根。

      (4)錨桿必須用機械或力矩扳手擰緊,確保錨桿的托盤緊貼巖面。

      (5)U型棚梁腿應接合嚴密,木撐、拉鉤應齊全有效,腰背應整齊嚴密不空幫、空頂。

      (6)架棚時挖出的柱窩深度不小于200mm,嚴禁超深后墊浮矸。嚴禁將棚子架在浮矸上。堅持使用前探梁等作為超前臨時支護,如頂板破碎,巖性松軟易掉頂時,必須采用撞楔作超前臨時支護。

      (7)嚴禁空幫、空頂、空肩窩,空處要用硬料接實。

      (8)炮掘最大控頂距:架U型棚支護時為1.4m,錨網索支護時為1.8m。采用綜掘機掘進頂板穩(wěn)定時,錨網索支護的最大控頂距可以為2.6m,即每循環(huán)最多掘進3排,U型棚支護的最大控頂距可以為1.4m,即每循環(huán)最多架2棚;頂板破碎易掉頂時,必須短掘短架,架U型棚支護最大控頂距為0.8m。幫部較穩(wěn)定的情況下,幫部錨桿滯后迎頭頂部錨桿不超過6m,錨索滯后不超過25m。如煤(巖)壁松軟易片,幫部支護緊跟迎頭,錨索緊跟迎頭。

      4 結語

      礦壓數(shù)據(jù)觀測結果表明,本巷道設計完全能夠滿足安全生產需要,為新集一礦的深部開采支護提供了可靠保證。

      陳冬冬(1983— ),男,安徽潁上人,現(xiàn)在口孜東礦安監(jiān)科工作。

      10.3969/j.issn.1001-8972.2012.12.044

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