巷道支护现状及发展方向

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xixihahawotiana
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  摘要:结合家沟煤矿有限责任公司巷道支护现状, 包括锚网,锚索,工字钢棚支护的内容,有效,清晰得指出现有的状况下我国煤矿行业的发展现状。
  关键词:锚网,锚索,工字钢棚支护
  中图分类号: TU7 文献标识码:A文章编号:
  一关于锚索发展现状
  我国煤矿巷道支护经历了木支护、砌暄支护、型钢支护到锚杆(锚索)支护的漫长过程,锚杆(锚索)支护技术经历了从低强度、高强度到高预应力、强力支护的发展过程。20 世纪90年代初期, 我国国有重点煤矿煤巷锚杆支护仅占3% − 5% , 煤巷支护主要以棚式支护为主。目前, 有些矿区锚杆支护率已超过90%, 甚至达到100%,很多矿区锚杆支护率达到80%。我国煤矿已经形成了有中国特色的煤巷锚杆支护成套技术体系, 锚杆支护已经成为煤矿巷道首选的、安全高效的主要支护方式。它是我国继推行综合机械化采煤技术以来, 采掘技术的又一次革命。它深刻地改变了矿井的开拓部署与巷道布置方式, 对我国高产高效矿井建设、煤炭产量与效益的大幅度提高及安全状况的改善起到不可替代的重要作用。
  目前, 锚杆(锚索)支护技术已在国内外得到普遍应用, 是煤矿实现高产高效生产必不可少的关键技术之一。多年来国内外的实践经验表明, 锚杆(锚索)支护是煤巷经济、有效的支护技术。与棚式支架支护相比, 锚杆(锚索)支护显著提高了巷道支护效果, 降低了巷道支护成本, 减轻了工人劳动强度, 改善了作業环境, 保证了安全生产, 为巷道快速掘进、采煤工作面的快速推进创造了良好条件。
  进入21 世纪以来, 随着综采放顶煤、厚煤层一次采全高开采技术的快速发展和大面积应用, 对煤巷锚杆支护技术提出更高的要求。综采放顶煤和一次采全高工作面一般要求回采巷道沿煤层底板布置, 巷道顶板为比较破碎的煤层, 有时甚至是全煤巷道。此外, 随着煤矿开采强度与产量的大幅度提高, 要求的巷道断面越来越大。为了减少煤炭损失, 沿空掘巷应用得越来越广。所有这些都使巷道支护难度支护的费用显著增加。
  近年来, 为了解决深部高地应力巷道、特大断面巷道、受强烈采动影响巷道、沿空留巷等复杂困难条件支护难题, 我国又开发出高预应力、强力锚杆与锚索支护技术, 真正实现了锚杆的主动、及时支护, 充分发挥了锚杆的支护作用。井下应用大幅度减少了巷道围岩变形与破坏, 巷道支护与安全状况发生了本质改变。同时, 实现了高强度、高刚度、高可靠性与低支护密度的“ 三高一低” 的现代锚杆支护设计理念, 在保证支护效果的前提下, 显著提高了巷道掘进速度与工效。
  随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大,浅部资源日益减少,国内外矿山都相继进入深部资源开采状态。随着开采深度的不断增加,工程灾害日趋增多,如矿井冲击地压、瓦斯爆炸、矿压显现加剧、巷道围岩大变形、流变、地温升高等,对深部资源的安全高效开采造成了巨大威胁。因此,深部资源开采过程中所产生的岩石力学问题已成为国内外研究的焦点[1根据目前资源开采状况,我国煤矿开采深度以每年8m~12m 的速度增加,东部矿井正以每10 年100m~250m 的速度发展[11,17]。近年己有一批矿山进入深部开采。
  2010年中国矿大何满朝教授领导的科研团队针对深部软岩稳定性控制问题,从深部地应力场测试分析入手,以软岩大变形机理为突破点,研发了适应于软岩巷道大变形特点的“恒阻大变形锚杆(锚索)”,以此为基础,建立了在关键部位加强支护的软岩巷道非对称大变形控制设计方法,提出了“大断面、预留量、恒阻大变形锚杆、多次加压注浆”的大变形软岩巷道支护理论,并开发了适合于大断面岩巷、大断面交叉点、硐室群和控制底臌等矿山深部开挖大变形控制锚杆(锚索)专利支护技术。
  二.拱形断面锚网支护技术在井巷工程施工中的实践及应用
  (1)锚网支护技术难以推广使用及存在问题分析
  月亮田矿南三采区井田范围断层构造较为繁多和复杂,井田范围内对地质构造有影响的10—60多米落差正、逆倾向断层多达6条之多,每个采面走向长度布置也就才300—400m,受6条较大断层影响,可以说1—4m次生落差断层就较为普遍了,如此繁多的断层影响也就造成了地质构造复杂多变的主要因素,因此伴随而来的就是顶板不稳定、破碎、易冒落等情况就是长见的顶板显现规律了。另外就是:一是采动影响对巷道的破坏性表现较为强烈(主要表现为侧压);二是布置在煤柱区域影响范围内的巷道压力及底鼓现象都表现较为明显;三是主要的一些系统巷道都沿煤层施工布置,造成返修率高,损坏巷道顶板的固有稳定性。因此综合以上影响顶板稳定原因分析,也就造成了锚网支护技术难以推广的一个重要因素。
  (2)拱形断面锚网支护巷道技术参数
  巷道支护技术参数
  1、顶板及两帮锚杆支护:现巷修和掘进巷道顶锚杆均采用20×3000mm全螺纹锚杆、300×300mm短钢带配合3000×900mm(10#)铁丝网进行联合支护,巷修巷道两帮采用ø20×2500mm、掘进巷道两帮采用20×1800mm全螺纹锚杆、300×300mm短钢带配合3000×900mm(10#/8#)铁丝网(主要系统巷道使用8#铁丝网、回采巷道使用10#铁丝网)进行联合支护,锚杆间排距均为800mm。
  2、锚索支护:每间隔1600mm施工一组锚索,每组锚索为3/5根(15m2以下断面为3根、15m2以上断面为5根),锚索沿巷道中线布置一根,中线两侧各一根,间、排距均为1600mm,锚索规格为ø21.6×8200mm,安装长度为8.0m。
  3、锚固剂及铁丝网使用:锚固剂为K2335型,3000mm锚杆每根使用4节树脂锚固剂进行锚固。2500mm锚杆每根使用3节树脂锚固剂进行锚固,1800mm锚杆每根使用2节树脂锚固剂进行锚固,每根锚索使用6节树脂锚固剂进行锚固。铁丝网搭接长度为100mm,搭接处必须用12#铁丝绑扎好,绑扎间距不大于200mm。
  4、锚杆外露长度为50mm,锚索外露长度为300mm。
  (3)施工支护效果及存在问题分析
  (一)支护效果检验
  采用本类型拱形断面锚网支护技术不仅施工操作简便、而且有效减轻了职工劳动强度,同时也解决了架棚施工难以解决的支护问题。以下是拱形断面锚网支护同U钢拱棚巷道在同等地质条件下的支护效果比较:
  通过采取现场布置测点的检测手段,拱形断面锚网支护有如下优势和明显支护效果。一是:拱形断面锚网支护与U钢拱棚支护巷道相比,巷道整体变形量较小,断面收缩率有所降低。二是:拱形断面锚网支护方式较好的保持了巷道岩层固有的稳定性。U钢拱棚支架虽有抗压性能好,承载能力大等特点,但由于松软破碎的岩石,穿过煤层,支护在受压变形的同时,围岩散压力一直处于上升状态,较难稳定,并由于U钢拱棚支架处于被动式支护,其变形后不能适应围岩的变形,从而导致了岩体破坏层度的加剧;而拱形断面锚网支护包括了各种支护的优点,将松散的围岩能结合成整体,这样就改善了围岩的物理力学性能,从而形成可靠有效的结合拱结构,提高了支护的承载能力和稳定性,降低了底鼓应力的集中度,有效的控制了巷道固有岩体的破坏层度和巷道的变形量。三是:拱形断面锚网支护在大岔口支护施工中得到了较好的推广和应用,解决了大断面采用架棚支护难以实现的困难问题。南三采区2008年施工的南三新煤仓上口巷道(S=110m2)、南三上部车场与轨道下山岔口(S=30m2)、南三中部车场与轨道下山岔口(S=30m2)及其他采用架棚支护施工存在困难的掘进贯通岔口就是较好的例证。四是:锚网支护使用的材料较为轻便,有效减轻了职工的劳动强度。
  (二)存在不足和急需解决的问题
  经过近两年的现场实践和观测,锚网拱形断面支护施工虽取得了一定的成绩和经验,但也存在一些不足和急需解决的问题。
  1、巷道实施拱形锚网支护后,由于各种因素影响,导致后续工作不能及时跟上,造成锚网支护喷、注浆二次加固施工不能及时进行,巷道岩层出现风化、围岩出现下沉、松动、兜网等现象较为频发,造成巷道使用周期缩短。
  2、施工环节多、施工工艺较复杂,由于人为因素影响及人员操作的不规范,局部施工环节及部位不符和设计要求,降低了巷道整体支护效果。
  3、巷道实施拱形锚网支护技术施工中,虽在巷道成形施工过程做了一定的实践和现场推广工作,但还是受各种不同地质及人为因素影响,巷道成形效果还是不能完全得到有效控制,超挖、欠挖、顶板漏高现象仍然存在,造成施工质量不稳定,局部顶板破碎地段工作量增大等问题存在。
  经过施工过程中不断的摸索与实践,我们应加大职工的教育培训力度,并采取措施纠正现场施工人员规范操作中存在的问题;制定严格的巷道观测制度和质量标准化施工保障、检查制度,切实解决施工中存在的质量问题和巷道支护检测工作;加强巷道成形实践和推广工作,确保巷道整体支护效果;采取可靠的喷、注浆保障制度,解决好锚网支护二次加固施工问题,确保巷道延长使用周期。通过采取如上保障措施,为应用和推广拱形断面锚网支护技术工作的有效开展而努力工作,该项技术一定会得到广泛的推广。
  三支护工字钢架棚安全技术措施
  概况
  1206进风巷回风绕道掘进通过西采区皮带大巷下方时,由于地处断层破碎带且上下巷内间距颇小;为确保安全施工和工程质量,特在实行锚网支护的同时加设工字钢架棚支护。
  标准要求
  1、工字钢架棚规格:
  (1)、梁长3500mm;腿长3000mm;
  2、支护形式:梯形;
  毛宽:顶3500mm,底4000mm。
  毛高:3000mm
  净宽:梁下一米净宽3460mm;
  净高:梁下平面至底板上平面间距2950mm。
  3、顶、帮全部采用木料背板且确保接顶、接帮符合标准。
  标准要求:
  (1)、中线至任何一侧间距1730mm。
  (2)、棚距(中-中)500±100mm
  (3)、棚梁水平度:允许偏差不大于50mm。
  (4)、棚梁扭矩:允许偏差不大于100mm。
  (5)、前倾后仰:水平巷道±2°;傾斜巷迎山1°为宜,不准退山。
  (6)、支架构件:顶帮刹紧背牢;上下拉钩齐全。
  (7)、柱窝:落在实底,并有“穿鞋”设置
  (8)、顶锚杆长度1200mm,每根锚杆使用树脂药卷一卷。
  (9)、顶帮裱背全用L1000×24KG/m钢轨材料,加木楔接顶打实。
  (10)、顶部钢轨间距200mm;对接不露茬,茬口使用对棚支护。
  四、施工安全注意事项
  1、开口缩小控顶距为0.8mm,排距为500mm;待顶板变为完整稳定时,控顶距变为1300mm,排距1000mm。
  2、掘进时,锚网一排支护一架;正常时,锚网一排,支护两架。
  3、按中线支设,尽量做到三条直线;棚梁一条线,左腿一条线,右腿一条线;符合标准后用背板刹紧背牢,锤击紧固。
  4、使用工字钢支护临时前探支护改用原切割臂加木梁抵紧顶板方法规定。
  5、上架时要有工作台,工作台要稳固;要分工明确,协调一致;有人抬架,有人扶腿,有人合口。
  6、操作时的每一道工序,由于工字钢较重,注意力一定要高度集中,有人统一指挥,防止出现挤手碰脚等伤人事故。
   参考文献
  [1] 权景伟. 徐州矿区煤巷锚杆支护的现状与对策[J]. 煤炭科技. 1999(04)
  [2] 张明安,宇黎亮,黄汉富. 论巷道锚杆支护系统[J]. 矿山压力与顶板管理. 1996(04)
  [3] 苏燧. 加快巷道支护改革步伐积极推广锚喷(杆)支护形式[J]. 山西煤炭. 1994(01)
  [4] 曹荣平,程新明,张农,周荣章. GQ型高强锚杆效益分析[J]. 矿业安全与环保. 2000(04)
  [5] 刘建高. 锚杆锚索联合支护在雁崖矿应用浅析[J]. 山西煤炭. 2003(03)
  [6] 康红普. 高强度锚杆支护技术的发展与应用[J]. 煤炭科学技术. 2000(02)
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