锚网索支护在破碎顶板煤巷的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 锚网索支护在破碎顶板煤巷的应用 摘 要针对兴山煤矿南二石门 22 号层破碎顶板的煤层条件，通过采用 锚网索支护为主体的综合支护方案，有 效地控制了回采巷道的围岩变形和破坏， 保证了正常生产和安全。研究表明对于 顶板破碎回采巷道，在条件适宜、措施 得当、保证质量的前提下。锚网索联合 支护仍不失为巷道有效支护形式，可以 取得明显的经济效益。 中国论文网 /1/view-12796782.htm 关键词 煤矿回采；破碎顶板； 稳定性；锚网索；边界断层；煤巷 中图分类号：H820 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X（2015）19- 0257-01 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 前言 兴山煤矿对三水平南二石门 22 层采用放顶煤工艺回采，掘进入风巷和 回风巷及切眼全部沿煤层底板施工，由 于 22 号煤层煤质松软，采深最深达到 600 米，矿压显现十分剧烈。原普遍沿 煤层底板施工采用铁棚支护，表现为巷 道顶板下沉，支架折损，投资大，回收 困难。通过采用锚网索支护，使支护方 式由被动支护变为主动支护，减少了巷 道复修，安全得到了保证，取得了可观 的经济效益。 1、问题的提出 兴山煤矿三水平南二石门 22 号 层受边界断层 F322 和 F47 断层影响， 煤层全区发育，厚度为 7.5 米9.5 米， 平均 8.0 米，倾角为 18 度，直接顶为煤。 回采巷沿煤层底板掘送，该面自投产以 来底板巷道支护困难，具体表现为以下 几个方面。 围岩活动剧烈。该煤层回采巷 为梯形断面，沿煤层底板掘进过程中， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 巷道顶板完整性差，顶板冒落事故时有 发生，围岩变形量大，顶板下沉以至折 裂，两帮片帮严重。在工作面附近受采 动影响的巷道段，其围岩活动愈趋剧烈， 顶板未冒落处巷道断面缩近量大，致使 巷道难以满足通风、行人、运输的要求。 同时出现较大的顶板离层及贯穿整条巷 道中线的顶板裂隙，以及较多的游离岩 块。 巷道支架折损严重。巷道支护 采用矿用工字钢梁的铁棚支护。巷道支 架架设以后，随着围岩活动的加剧，出 现不同程度的支柱压折、压裂、工字钢 梁弯曲变形，巷道还未用于回采时即需 要重新架设棚子。该回风巷服务于整个 采面直至该面回采结束为止，最多需加 套 3 次棚子。 影响回采工作面的正常生产。 由于上述二点原因，回风巷冒顶及巷道 支架套修，造成工作面间歇停产，巷道 断面大幅度收缩，无法行人，影响回风。 2、 22 号煤层底板回风巷道的矿压显现 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 分析 通过现场矿压观测统计分析，结 合理论方法，分析 22 号煤层回风巷在 支护改革前的状况及其原因，对选择合 理的支护形式和岩层控制措施是很有必 要的。 22 号煤层回风巷采用梯形支架加 刹杆背板的支护方式，梯形支架由矿用 工字钢梁构成，为使支架上钢梁与顶板 接实，在钢梁与顶板间充以杂木刹杆， 如 该煤层回风巷道围岩活动如此剧 烈，既有围岩自身的因素，也与不合理 的被动支护方式有关。 2、回风巷道围岩和支护作用关 系分析 原支护方案采用的是矿用工字钢 梁加铁腿的棚式支护，支架与顶板及两 帮的空隙间充以杂木或圆木刹杆。该种 支护方式属于初期柔性，即而刚性的支 护方式。在支护几乎未起作用的一段时 间里，顶板岩层已经产生较大的变形， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 甚至离层和断裂，围岩的完整性和整体 强度大大降低。随着围岩的变形和破坏 的发展，支架对围岩产生以木支柱为主 的近视刚性的被动支撑作用，而此时， 由于顶板岩层已发生离层及局部破坏， 造成部分支架失效而使顶板压力转移， 支设在较完整顶板下的支架，既要承受 由于刚性特性而产生的较大的载荷，又 要承受失效支架转移的部分载荷，势必 造成逐个被击破的不利情况，巷道中的 表现即为顶梁弯曲变形、铁腿弯曲变形， 顶板过度变形破坏。 综上所述，对于这种典型的破碎 顶板，应用现代的支护理论和成果，采 用有效的支护手段，提高顶板的刚度和 强度，有效地控制顶板及两帮煤体的早 期变形是解决该煤层支护问题的技术关 键和唯一有效途径。 3、支护形式选择 对该煤层巷道围岩活动规律的分 析表明，及时加强巷道直接顶板的整体 稳定性，防止分层层间离层是解决该煤 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 层巷道支护问题的关键。选择锚网索联 合支护形式在技术经济上是合理的根据 回采巷道支护原则，确定在该煤层采用 如下支护形式： 巷道顶板采用端头锚固的预应 力金属锚杆、钢带托盘、铁柄、金属网、 锚索、U 型钢梁支护。 支护参数： 锚杆：采用 20cm2.5m的高强 度锚杆，锚杆间距 0.75m，拉拨力不小 于 80KN。 锚索：采用 17.8cm10.0m钢 绞线，每米三根，与“ 一梁三索 ”U 形钢 托梁联合支护。锚索的第一次预紧力不 得小于 60 KN，锚索安装好 1h 后再进 行第二次预紧，预力不得小于 80KN。 锚固剂：每根锚杆采用 Z2350 树 脂药卷 2 卷，每根锚索采用 Z2350 树脂 药卷 3 卷。 金属网：选用钢网，长 2000 mm、宽 1000 mm。 U 型钢梁：0.5 米长矿用 U 型钢。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 帮部支护参数 锚杆：采用采用 20cm2.5m的 高强度锚杆，上帮锚杆间排距为 800800mm，下帮锚杆间排距 700800mm，拉拨力不小于 60 KN。 锚固剂：每根锚杆采用 Z2350 树 脂药卷 2 卷。 金属网：选用钢网，长 2000 mm、宽 1000 mm。 回采工作面前方受采动影响范 围内，回风巷道受动压影响时，采用间 隔 1.0 米，打木柱“ 带帽” 顶子作为加强 支护及观察顶板下沉的显现标志。 4、工艺流程 巷道掘进临时支护铺钢网 打顶板锚杆眼安装药卷和锚杆搅拌 上托盘（锚杆预紧同时完成）按设计 间、排距打锚索眼清孔送药卷搅 拌上 U 型钢梁索具做预紧力打帮 部锚杆、挂钢网 5、矿压观测 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 锚网索支护后，立即开展监测监 控。巷道顶板离层监测采用顶板离层指 示仪，每 50 米安置 1 个，浅基点深度 为 4.0 米，深基点深度为 8.0 米，巷道 表面位移观测包括顶板下沉量与两帮位 移观测，测站紧跟掘进工作面设置，每 测站 3 个剖面；在前 10d 每天观测 1 次， 以后每星期观测 2 次，经过观测收集数 据如下： 5.1 巷道围岩表面位移 顶板下沉量均为 7cm，两帮移近 量平均为 8.8cm。掘巷初期，顶板会持 续下沉，前 8d 较大，变形速度为 57mm/d，28d 后顶板进入稳定期；两 帮变形前 10d 较大，平均变形速度 9.2mm/d，约 30d 趋于稳定。 5.2 锚杆锚固区内、外的顶板离 层 锚固段以内离层值平均为 18 mm，锚固段以外平均为 11mm。 6、结果分析 采用锚网索联合支护方式，一定 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 程度上控制了围岩变形，减少了围岩变 形幅度，从观测结果看，围岩位移量变 化较小，基本保持原有断面和形状。同 时，由于支护方案减轻了施工人员的劳 动强度，改善了作