周 杰
(淮南礦業(yè)集團朱集東煤礦,安徽 淮南 232000)
近年來,近年來隨著煤炭產(chǎn)量的遞增,許多礦區(qū)出現(xiàn)了資源緊張和接替困難。為了解決這一難題,在礦區(qū)越來越多的采用綜采沿空掘巷技術(shù)。沿空掘巷技術(shù)不僅可以加快煤巷掘進的施工速度,確保生產(chǎn)礦井采掘接替的有序進行,實現(xiàn)礦井生產(chǎn)的高產(chǎn)高效,對于高突礦井生產(chǎn),也可減少消突措施孔的施工量,降低防突工作的勞動強度及安全風險,減少防突成本及安全成本的投入。沿空掘巷布置回采巷道技術(shù)已成為各礦提高資源回收率、延長礦井服務年限、提高經(jīng)濟效益的新思路。但是沿空巷道在現(xiàn)場的應用遇到了巷道變形劇烈、難以維護的技術(shù)難題,由于各礦井地質(zhì)條件千差萬別,針對以上問題,本文對朱集東煤礦1122(1)軌道順槽沿空掘巷巷道支護參數(shù)進行研究,目的是為沿空掘巷巷道提供合理的支護參數(shù),為今后深井沿空掘巷巷道支護選擇合理的參數(shù),提供可靠地借鑒。
朱集東煤礦位于淮南煤田東北部,1122(1)軌道順槽位于朱集東煤礦東翼南盤區(qū),其中1122(1)軌道順槽地面標高為-902m~-883m老頂為淺灰色,細粒結(jié)構(gòu),硅質(zhì)膠結(jié)的細砂巖;直接頂為灰色,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),平坦狀斷口,致密,性脆的泥巖;直接底為灰色,砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu),斷口較平坦的砂質(zhì)泥巖。
1122(1)軌道順槽斷面為矩形,寬度5200mm,高度3000mm,考慮到該巷道的地質(zhì)條件和施工條件,現(xiàn)制定該巷道錨索網(wǎng)支護技術(shù)方案,錨梁網(wǎng)支護材料及規(guī)格尺寸、參數(shù):超高強錨桿頂板Φ22×2800mm;間排距:750×800mm;全螺紋錨桿:Φ22×2000mm;間排距 800×800mm;鋼帶: 頂部:8#×43×43mm 鐵絲, 長寬:5200×1000mm, 幫部:8#×43×43mm鐵絲,長寬:3200×1000mm,網(wǎng)片壓茬 100mm,每隔 200mm用12# 鐵絲扭結(jié);菱形網(wǎng)頂部:8#×43×43mm 鐵絲,長寬:5200×1000mm;菱形網(wǎng):頂部:8#×43×43mm 鐵絲,長寬:5200×1000mm,幫部:8#×43×43mm鐵絲,長寬:3200×1000mm,網(wǎng)片壓茬 100mm,每隔 200mm用12#鐵絲扭結(jié),錨索:Φ21.8×6300mm,4-3-4-3布置,4根錨索間排距:1000×1600mm,3 根錨索間排距:1000×1600mm,走向錨索梁:在巷道左右兩幫交錯施工走向錨索梁,錨索梁采用20#槽鋼(長3600mm,2孔,孔距1600mm)配合兩根Φ21.8×6300mm錨索進行施工,錨索墊板:148×143×15mm方鋼墊板,錨固劑:頂部錨索每眼3根Z2350錨固劑,梁(錨索梁):20# 槽鋼,3600mm,4孔,孔距 1000mm,20#槽鋼,3000mm,3孔,孔距1200mm。
為了掌握1122(1)軌道順槽巷道圍巖活動規(guī)律及支護效果,為今后進一步優(yōu)化和改進錨網(wǎng)索支護的參數(shù)提供依據(jù),在1122(1)軌道順槽,使用“十字”交叉法,每隔50米設(shè)置一個表面位移測點以及一個頂板離層測點。通過每天觀測一次進行數(shù)據(jù)記錄。
如圖1所示,巷道成型時,測點位置巷道兩幫及頂?shù)椎氖諗克俣容^快,隨著巷道的不斷向前掘進,測點位置的巷道兩幫及頂?shù)椎氖諗克俣炔粩鄿p小,趨近于穩(wěn)定。兩幫表面移近量最大為210mm,如圖可以看出,巷道斷面收斂很小,兩幫變形得到有效控制。
圖2 頂板離層位移曲線
如圖1所示,巷道成型時,測點位置巷道頂板淺部及深部離層速度較快,隨著巷道的不斷向前掘進,測點位置的巷道頂板淺部及深部離層速度不斷減小,趨近于穩(wěn)定。頂板下沉量最大為31mm,可見,采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護對巷道頂板取得良好的支護效果。
(1)深井沿空掘巷應力大,目前屬于支護較困難巷道類型之一,在頂板條件較好情況下,采用錨網(wǎng)索合理布置,可以對頂板進行有效的控制。
(2)頂板錨桿能增加頂板下位巖層的完整性,形成“組合拱”,從而形成完整的承壓層。
(3)錨索錨入深部穩(wěn)定巖層,使淺部與深部形成有效組合,對頂板及幫部起到較好的加固作用。
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