綜采開(kāi)切眼大斷面錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)探討

高春寶

摘 要:按巷道的支護(hù)方法,對(duì)錨網(wǎng)支護(hù)在大斷面綜采開(kāi)切眼中的應(yīng)用技術(shù)加以闡述,用對(duì)比的方法闡述錨網(wǎng)支護(hù)的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞:綜采開(kāi)切眼;大斷面錨桿支護(hù)優(yōu)越性

中圖分類(lèi)號(hào):TV94+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3198(2009)16-0279-02

1 傳統(tǒng)的綜采開(kāi)切眼掘進(jìn)支護(hù)方法

傳統(tǒng)的綜采開(kāi)切眼采用梯形斷面,支護(hù)方式為木棚支護(hù),先選用小斷面安裝綜采支架前,再刷成大斷面,一棚梁中部加打兩根或一根木支柱或金屬支柱加強(qiáng)支護(hù),棚柜一般為0.6m-1.0m,該支護(hù)方式掘進(jìn)速度慢,材料消耗大,配置人員多,勞動(dòng)強(qiáng)度大,人工費(fèi)用高。在刷大斷面時(shí),架設(shè)大抬棚的笨重作業(yè),具有一定的危險(xiǎn)性。且傳統(tǒng)的切眼支護(hù)方式制約了安裝工作,作業(yè)人員有效利用空間小,作業(yè)安全性不高,在開(kāi)切眼內(nèi)進(jìn)行“替柱、回柱”和回“大梁、柱腿”等支架設(shè)備安裝時(shí),存在較大的安全隱患。這種支護(hù)方式不能對(duì)頂板及周?chē)拿后w進(jìn)行早期管理,不能有效抑制頂板離層和冒頂現(xiàn)象的發(fā)生。

2 綜采切眼錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法

針對(duì)圍巖具有復(fù)雜、多樣的特點(diǎn),在采用錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)前,要采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和地質(zhì)力學(xué)評(píng)估、井下監(jiān)測(cè)和信息反饋及日常監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)信息設(shè)計(jì)方法。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查內(nèi)容包括圍巖強(qiáng)度、圍巖結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力及錨固性能測(cè)試等。在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查內(nèi)容的基礎(chǔ)上進(jìn)行地質(zhì)力學(xué)評(píng)估和圍巖分類(lèi),為設(shè)計(jì)提供可靠的參數(shù)。設(shè)計(jì)采用數(shù)值計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行,根據(jù)圍巖參數(shù)和已有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定出比較合理的設(shè)計(jì)方案。并在井下實(shí)施,并且要進(jìn)行詳細(xì)的圍巖位移和錨桿受力監(jiān)測(cè),根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證或修正設(shè)計(jì)。正常施工后還要進(jìn)行日常監(jiān)測(cè),以保證巷道安全。

3 綜采工作面切眼錨桿支護(hù)舉例

3.1 工作面切眼的基本情況

梅河六井四層煤在-50—+100水平,煤層自上向下逐漸變厚,煤層軸部由5.0m—12.0m,煤層厚度變化不穩(wěn)定,煤層中含4—5層砂巖夾石,夾石厚度不穩(wěn)定,在0.1m—0.6m之間,煤層傾角12°—14°之間,煤層頂、底板為褐色泥巖,直接頂為白色砂巖,厚度為0.8m,較堅(jiān)硬,無(wú)偽頂,其上為2.10m厚的粗砂巖,之上為0.4m的碳質(zhì)頁(yè)巖,較破碎,再上為4.10m厚的粉砂巖,再上為0.2m厚的碳質(zhì)頁(yè)巖,非常破碎,之上是3.6m的粉砂巖,層理發(fā)育呈不規(guī)則形狀,之上是石子巖、粗砂巖;直接底為砂巖,厚度為0.5m—1.0m左右,老底為褐色泥巖,致密、塊狀,厚度為9.0m。工作面主體構(gòu)造為向斜軸南部屬單斜構(gòu)造,構(gòu)造極為簡(jiǎn)單,工作面地層走向N120°,傾向約N35°,傾角12°左右。開(kāi)切眼巷道斷面呈矩形,寬6m,高2.8m,掘進(jìn)斷面積為16.82m,采用人工打眼放炮掘進(jìn)一次成巷。

3.2 巷道支護(hù)

開(kāi)切眼巷道采用樹(shù)脂端錨錨固錨桿組合支護(hù),并進(jìn)行錨索補(bǔ)強(qiáng)和單體液壓支柱加強(qiáng)支護(hù)。

(1)頂板支護(hù)。

永久支護(hù)形式:使用螺紋端錨錨桿規(guī)格型號(hào)為22mm×2400mm,鋼筋錨桿規(guī)格型號(hào)為16mm×1600mm,間排距均為600mm,矩形布置;錨索規(guī)格15.24mm×6400mm,配套使用本礦制造的樹(shù)脂錨固劑及4m長(zhǎng)鋼帶托梁,排內(nèi)每?jī)筛^索配合鋼帶托梁組合成一個(gè)支護(hù)整體。鋼帶橫向布置,在巷道中心線兩側(cè)左右對(duì)稱(chēng)支護(hù),鋼帶托梁間距為2.4m,錨索間距為2.4m。頂錨桿為每排8根,螺紋錨桿和鋼筋錨桿間隔使用。錨索滯后工作面距離不大于2.4m。

(2)加強(qiáng)支護(hù)。

采用π型鋼棚加強(qiáng)支護(hù),梁長(zhǎng)3.6m,棚腿采用DZ-35型單體液壓支柱,棚距1.6m,π型鋼棚垂直巷道中心線左右對(duì)稱(chēng)布置,π型鋼棚下單體支柱距巷道中心線為左右各1.5m。架π型鋼棚滯后工作面不超過(guò)10m。

(3)巷幫支護(hù)。

開(kāi)切眼的正幫采用貼幫戴帽點(diǎn)柱進(jìn)行支護(hù),支柱采用DZ-35型單體液壓支柱,柱帽采用木托板,戴帽點(diǎn)柱間距1.0m,并用大拌背幫;反幫采用錨桿一網(wǎng)一木托板進(jìn)行支護(hù),幫錨桿規(guī)格為16mm×1600mm,間距900mm,排距800mm,矩形布置。

(4)支護(hù)效果。

根據(jù)圍巖情況和采用錨桿支護(hù)后再進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù),預(yù)計(jì)頂板變形不大,因?qū)儆趩我幻簩娱_(kāi)采,切眼內(nèi)礦山壓力無(wú)明顯顯現(xiàn),圍巖變形量不大,頂板變形量最大不超過(guò)3mm。在頂板支護(hù)后基本處于穩(wěn)定狀態(tài),兩幫由于有錨網(wǎng)支護(hù),且配有支柱及大拌背幫,也不存在片幫現(xiàn)象,較傳統(tǒng)支護(hù)在頂板控制方面具有很大的優(yōu)越性。至于支護(hù)效果是否成功,還有待于實(shí)踐來(lái)證明。

4 綜采切眼錨桿支護(hù)的優(yōu)越性

4.1 安全方面

(1)綜采切眼的有效空間增大,減少了架棚式支護(hù)對(duì)綜采支架安裝作業(yè)的制約,安裝作業(yè)空間增大,作業(yè)的安全性大為提高。

(2)開(kāi)切眼內(nèi)支架設(shè)備安裝過(guò)程沒(méi)有了“替柱、回柱”及回“大梁、柱腿”開(kāi)大幫的中間環(huán)節(jié)。不安全隱患減少,安裝速度加快。

(3)錨桿支護(hù)下的整個(gè)空間比被動(dòng)支護(hù)下的空間安全,采用錨桿支護(hù),能及時(shí)對(duì)圍巖進(jìn)行控制,并充分利用頂板的自承能力,抑制頂板離層,防止冒頂事故的發(fā)生。

(4)錨桿安裝工藝與架設(shè)木棚相比,具有小巧靈活的特點(diǎn),避免了架設(shè)笨重大抬棚及其作業(yè)的危險(xiǎn)性。

4.2 技術(shù)方面

(1)綜采開(kāi)切眼內(nèi)采用錨桿支護(hù),簡(jiǎn)化了設(shè)備安裝工藝和準(zhǔn)備工作,縮短了工作面的安裝時(shí)間,緩解了采區(qū)接續(xù)緊張,為高產(chǎn)高效奠定了基礎(chǔ)。

(2)在相同的條件下,錨桿支護(hù)斷面比木棚支護(hù)需用斷面小,對(duì)綜采開(kāi)切眼的通風(fēng)、運(yùn)輸和安裝、掘進(jìn)斷面設(shè)計(jì)相應(yīng)縮小參數(shù),使設(shè)計(jì)本身更趨合理。開(kāi)切眼跨度、高度的縮小,減少了工作量和資金的投入,并且安全系數(shù)增加。

4.3 經(jīng)濟(jì)方面

按梅河六井5402—7402區(qū)工作面長(zhǎng)度為75m一個(gè)綜采開(kāi)切眼計(jì)算。材料投入:錨桿支護(hù)比木棚支護(hù)少投入材料費(fèi)850元/m,一共節(jié)約材料費(fèi)63750元;工作費(fèi):錨桿支護(hù)比木棚支護(hù)可節(jié)省350元/m,一共節(jié)省工作費(fèi)26250元,材料和工資一共可節(jié)省90000元;掘進(jìn)速度:一般情況下,錨桿支護(hù)與架棚支護(hù)掘進(jìn)快6—10天的時(shí)間,平均8天。安裝速度:以開(kāi)切眼75m計(jì)算,共需安裝支架50架,在錨桿支護(hù)條件下,需10天,而在木棚支護(hù)下,因需要刷大幫,重新給大斷面木棚支護(hù)需25天,再上架子仍需要10天時(shí)間,兩者比較,因開(kāi)切眼支護(hù)形式的改變,綜采支架安裝工期可提前25天。例如,六井有1個(gè)綜采隊(duì),按年安裝2個(gè)綜采面計(jì)算(切眼長(zhǎng)度按75m)與采用架棚支護(hù)相比,綜采開(kāi)切眼錨桿支護(hù)的經(jīng)濟(jì)效益為:支護(hù)材料及工資費(fèi)用可節(jié)約18萬(wàn)元,節(jié)約工時(shí)66天;以日產(chǎn)1000t煤計(jì),可生產(chǎn)原煤6.6萬(wàn)t,按噸煤利潤(rùn)100.00元計(jì)算,實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)660萬(wàn)元,年總經(jīng)濟(jì)效益達(dá)3550萬(wàn)元。

綜上所述,綜采開(kāi)切眼大斷面采用錨桿支護(hù)替代木抬棚支護(hù)優(yōu)越性明顯。技術(shù)上先進(jìn),經(jīng)濟(jì)上合理,施工速度加快,采面的準(zhǔn)備時(shí)間縮短,便于設(shè)備安裝,工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕。巷道施工安全可靠,成本降低,具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。

5 建議

目前、在我局巖巷和煤巷的小斷面中錨桿支護(hù)已經(jīng)有了成形的經(jīng)驗(yàn),但在綜采開(kāi)切眼大斷面支護(hù)形式上還沒(méi)有使用錨網(wǎng)支護(hù)的先例,因此還需要大家上下團(tuán)結(jié)一心,把綜采開(kāi)切眼大斷面錨網(wǎng)支護(hù)工作切實(shí)納入工作議程上來(lái)。同時(shí),工作技術(shù)人員還要加強(qiáng)學(xué)習(xí),吸取好的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),切實(shí)合理地根據(jù)各自煤層特征和頂?shù)装鍘r性特征選擇合理的支護(hù)參數(shù)。目前,雖然錨網(wǎng)支護(hù)還存在經(jīng)驗(yàn)不足,但經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員和科技人員的共同努力,錨桿支護(hù)這項(xiàng)工藝必將得到大力推廣,我想在不遠(yuǎn)的將來(lái)它將在綜采開(kāi)切眼支護(hù)形式中占有一個(gè)重要的地位。