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      深井高抽巷支護(hù)存在的問題及改進(jìn)措施

      2016-04-08 00:07:50文潔
      山東工業(yè)技術(shù) 2016年7期
      關(guān)鍵詞:支護(hù)深井改進(jìn)措施

      文潔

      摘 要:本文以貴州某煤礦3605工作面軌道順槽高抽巷為工程背景,調(diào)研了該巷道的支護(hù)現(xiàn)狀,分析了巷道支護(hù)存在的主要問題,并有針對性的提出了改進(jìn)措施。

      關(guān)鍵詞:深井;高抽巷;支護(hù);改進(jìn)措施

      DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.065

      1 引言

      受煤層賦存地質(zhì)條件的影響,貴州省內(nèi)煤層絕大部分為高瓦斯煤層。隨著礦井開采深度的不斷加大,高瓦斯對煤礦開采造成的安全隱患也越來越顯著,集中表現(xiàn)在瓦斯的含量和瓦斯壓力均隨著深度的增加而增加。目前,在巷道布置方面治理瓦斯的途徑主要有兩種,即在工作面布置高抽巷或者底抽巷,通過超前瓦斯抽采、工作面煤與瓦斯共采等方法綜合治理瓦斯超限的問題。其中,高抽巷即布置在煤層頂板,一般處于采動裂隙帶內(nèi)的專用瓦斯抽采巷道,由于在掘進(jìn)和工作面回采期間,該巷道需要經(jīng)歷兩次采動的影響,且圍巖裂隙發(fā)育廣泛,因此高抽巷的支護(hù)一直是巷道支護(hù)中的難點(diǎn)。國內(nèi)外關(guān)于高抽巷在回采過程中產(chǎn)生變形的過程以及所需的支護(hù)技術(shù)尚缺乏詳細(xì)的研究。

      貴州某煤礦3605工作面是南三采區(qū)的第一個采煤工作面,工作面平均采深達(dá)到835m,擬采用沿空留巷Y型通風(fēng)系統(tǒng),為治理瓦斯并為Y型通風(fēng)提供必要的回風(fēng)通道,在工作面頂板掘進(jìn)了高抽巷,抽采瓦斯并作為回風(fēng)巷道保留使用。本文以此為工程背景,對深井高抽巷支護(hù)存在的問題及改進(jìn)措施進(jìn)行分析。

      2 巷道支護(hù)現(xiàn)狀及存在的主要問題

      2.1 巷道支護(hù)現(xiàn)狀

      為了解巷道目前圍巖穩(wěn)定情況,技術(shù)人員對高抽巷的支護(hù)現(xiàn)狀進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研,發(fā)現(xiàn)的問題有:

      (1)3605軌順高抽巷掘進(jìn)期間巷道壓力顯現(xiàn)已較為劇烈,U型棚頂由支護(hù)初始的半圓弧形頂變成平頂,頂板下沉高度在150mm以上,掘進(jìn)時間的圍巖較大的變形量將直接影響到后期留巷圍巖控制難度,采前加固時若采用一梁鎖三棚,需要采用邁步式布置,確保錨索梁有交叉?;夭沙跗趹?yīng)提前布置水泱池,避免瓦斯抽采鉆施工時出水過多,浸泡巷道,引起底鼓;

      (2)3605軌順高抽巷在5#測站處,幫頂支護(hù)錨索預(yù)緊力嚴(yán)重不足,部分錨桿托盤松動,頂板錨桿塑料墊圈未擠破。3#~2#測站之間頂板M型鋼帶用反,造成鋼帶抗彎模量降低,出現(xiàn)鋼帶折彎嚴(yán)重,應(yīng)對施工人員和監(jiān)管人員進(jìn)行培訓(xùn),防止此類狀況再次發(fā)生。

      2.2 巷道支護(hù)存在的主要問題

      (1)巷道超挖嚴(yán)重,成形差。與設(shè)計(jì)巷道斷面尺寸相比,最大超挖處超過500mm,此巷道雖然為半煤巖巷,但因?yàn)橄锏绹鷰r松軟破碎并存在煤巖互層,圍巖揭露后短時間內(nèi)即垮落,造成幫頂凹凸不平,護(hù)表材料和圍巖存在架空區(qū)間,錨桿、錨索多有錨空現(xiàn)象。

      (2)錨桿孔位及預(yù)緊力與設(shè)計(jì)值相差過多。1)設(shè)計(jì)要求錨桿孔必須垂直于巖面,但實(shí)際施工中多有鉆機(jī)在同一個位置上連續(xù)打幾個孔都不移位的現(xiàn)象,造成錨桿孔位與設(shè)計(jì)軸線相差過大,而錨桿螺母又沒有采用調(diào)心墊,最后難以有效提高預(yù)緊力矩,要求錨桿孔與設(shè)計(jì)線差值不超過5度;2)施工設(shè)計(jì)要求幫錨桿預(yù)緊力矩不小于250 N·m,頂板錨桿不小于300 N·m,除鉆機(jī)安裝時擰緊后尚需要人工二次加扭,但根據(jù)安裝的兩個托錨力測站,幫頂部共計(jì)11塊壓力表,扭矩小于200 N·m,經(jīng)測量初始預(yù)緊力介于1.1~17 kN遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的60~80 kN;3)施工方缺少必須的錨網(wǎng)索檢測手段,扭矩扳手和張拉儀的數(shù)量或完好狀態(tài)均不符合基本的施工要求,按照每300根錨桿檢查5根錨桿扭矩和拉拔力的程序基本沒有得到有效履行。

      (3)樹脂藥卷使用的數(shù)量的張拉時間均不足。1)現(xiàn)場跟班發(fā)現(xiàn)幫部有2根錨桿在安裝時都只放置1根藥卷。在煤壁受回采動壓影響處于圍巖峰后強(qiáng)度時,錨桿錨固長度不足會造成錨固過早失效,無法控制采動期間巷道圍巖的大變形;2)采用的中速樹脂藥卷的性能要求,其膠凝時間為50 s左右,4 min左右后進(jìn)行預(yù)緊,但實(shí)際施工中均直接攪拌后即擰緊,沒有等到充足的膠凝時間。

      (4)頂板金屬網(wǎng)鋪設(shè)不符合設(shè)計(jì)要求。頂板金屬網(wǎng)連接處未按設(shè)計(jì)壓于鋼帶下,從迎頭向外數(shù)10排鋼帶未有1處頂網(wǎng)連接處壓于鋼帶下,不合格率100%,易在此處產(chǎn)生兜冒。

      (5)錨索外露過長且有偏載現(xiàn)象。1)經(jīng)現(xiàn)場抽查個別錨索外露長度超過400~500mm,錨索外露過長造成錨索有效支護(hù)范圍縮小,達(dá)不到設(shè)計(jì)要求;2)滯后施工的錨索梁,錨索安裝在槽鋼的中間孔和邊孔,造成錨索梁偏載。

      3 巷道支護(hù)的改進(jìn)措施

      根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題,結(jié)合之前礦井生產(chǎn)實(shí)際,應(yīng)采取以下改進(jìn)措施:

      (1)要求3605工作面的施工隊(duì)停頭整改,重新學(xué)習(xí)支護(hù)設(shè)計(jì)和作業(yè)規(guī)程,并經(jīng)考核合格并可上崗。同時迎頭的施工質(zhì)量檢測儀器應(yīng)配足,且每種應(yīng)在3套以上,保證檢測時有設(shè)備可用。

      (2)幫頂部支護(hù)嚴(yán)格控制錨桿鉆孔的角度,盡量使鉆孔垂直巖面;采用氣動扭矩扳手預(yù)緊螺帽,并人工進(jìn)行二次加扭。

      (3)在錨索梁兩邊孔位施工錨索,避免偏載,或補(bǔ)充施工邊孔錨索,實(shí)現(xiàn)一梁三索。

      (4)按照“錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)預(yù)緊力最大化、一次支護(hù)最大化和監(jiān)測手段信息化”的思想,對3605軌順高抽巷每50 m設(shè)置正規(guī)監(jiān)測測站進(jìn)行長期觀測,并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對施工方案進(jìn)行適應(yīng)性評價或優(yōu)化研究。

      4 結(jié)語

      瓦斯治理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,并且通風(fēng)系統(tǒng)為串聯(lián)系統(tǒng),任何一個部分出現(xiàn)問題,都可能引發(fā)瓦斯超限、煤與瓦斯突出等事故的發(fā)生。高抽巷布置作為瓦斯治理的重要手段之一,其圍巖穩(wěn)定性對于整個系統(tǒng)的穩(wěn)定有著十分重要的影響。由于高抽巷處于工作面頂板裂隙帶中,圍巖條件較差,支護(hù)困難。因此,必須在掘進(jìn)期間,就按照一次支護(hù)最大化的思想認(rèn)真施工。同時,應(yīng)輔助必要的監(jiān)測手段進(jìn)行長期觀測,以便發(fā)生問題及時處理。

      參考文獻(xiàn):

      [1]梁建輝,劉愛卿.雙采動影響下高抽巷支護(hù)技術(shù)研究[J].山西焦煤科技,2015(10-11).

      [2]四旭飛.高抽巷破壞機(jī)理及支護(hù)設(shè)計(jì)[J].煤,2015,24(08).

      [3]李青柏,李文洲.高抽巷布置優(yōu)化設(shè)計(jì)及分析[J].煤礦開采,2010(05).

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