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[摘 要]二次掘送巷道的支护技术关键是对破碎松动围岩加固补强,如在围岩剧烈活动期,在高地压尚未重新分布完毕之前进行,则支护效果不佳,一般支护方法很难使巷道支护完好;如支护时间滞后,待变形严重后再进行加固支护,巷道的有害变形将会加剧,巷道冒顶的机率增加,围岩破碎松动的范围将加大,给二次掘送工作带来困难,不仅增加成本,安全性也没保证。
[摘 要] 二次掘送尾排巷道 支护方式分析
中图分类号:TM46 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0271-01
我矿西采区回采的7#右零/右一工作面,现已结束,其动压期已超过一年,该工作面右零位置处于背斜轴,7#层煤采高为4.3米—4.5米,属优质煤层,为保证安全生产,减少煤炭损失,充分利用现有的系统,将该区域进行合理开发,在原回采工作面的尾排巷作为上部新回采面的上巷,二次掘送,该尾排巷受采空区的影响,两帮位移严重,顶板下沉,其断面基本完全充满,与新掘类似,并且,尾排巷与7#右零/右一工作面回风道的煤柱只有4.0米,经现场实际调查,外部100米,基本达到重新掘送的条件。受采空区动压的影响,尾排巷上帮沿煤壁出现裂缝,在施工过程中要高度的重视。尾排巷每30米已经施工尾排川,施工期间表现加强瓦斯的管理。施工采用掘进机,连续化运输。
设计全长600m,该巷道为原西采区右零尾排巷,原支护顶板只打锚杆,两帮及顶板未挂网,再加之地压影响,顶板下沉,底板鼓起,两帮位移,填满原巷道空间。现此尾排巷当作右零面的回风平巷,需要对其进行二次掘送。
二次施工尾排巷作为回采面的上巷,支护技术的关键是怎么样对破碎松动围岩加固补强,假设时间掌握不好,如在围岩剧烈活动期,在高地压尚未重新分布完毕之前进行,则支护效果不佳,采用一般支护方法,很难维护巷道的支护完好;如支护时间滞后,待变形严重后支护,巷道的有害变形将会加剧,巷道冒顶的机率增加,围岩破碎松动的范围将加大,给巷道施工带来极大的困难,不仅增加支护成本,安全性也无法保证。现在,我就通过支护的原理,对本区二次施工西采区右零尾排巷的实际支护情况进行简要的分析。
一、顶板支护
1.锚杆支护
(1)预应力作用。锚杆打进岩体后,将层理、节理发育的岩层串联在一起,在眼孔口处加设垫板,加设垫板实际上等于给锚杆以预应力,由于锚杆有预应力,当围岩应力释放,岩体出现裂隙产生强拉应力时,锚杆的预应力可以起到阻止裂隙的继续扩大,增加了岩体的抗剪强度,使围岩被锚紧,形成承载体。
(2)围岩补强作用。巷道开掘后的壁面是双向受力状态,它的稳定程度比三向受力相差很多。而要使巷道壁面迅速达到三向受力状态,锚杆可以是巷道围岩壁面得到补强作用。
(3)组合和悬吊作用。在巷道层状顶板上安置锚杆,提升了顶板岩层的承载本领,能可行地阻止岩层的层间错动。可以将层状岩层组合成一个梁,减少扰度,自然就增加了围岩的抗弯强度。
(4)改善围岩应力状态作用。巷道恢复刷面达到设计断面后,使巷道周边围岩由双向应力状态变成三向应力状态,提升围岩强度。
2.挂网的作用
防止围岩脱落的作用。挂网后,可使部分松动的围岩不脱落,更一步提高安全保证。
3.锚索支护
与普通锚杆相比,其具有锚杆达不到的特点:锚索长度大,能够锚固在稳定的岩层中,锚索可施加高预紧力,对岩层施压成拱,限制围岩的变形,确保围岩的稳定性。
二、帮支护
1.铁网支护
二次掘送巷道往往煤壁比较酥软,极易发生片帮,这无疑产生了巨大的安全隐患,通过铁网对帮壁的包裹,可以有效的阻止帮壁片落。
2.管缝锚杆支护
与玻璃钢锚杆相比,管缝锚杆在恢复巷道中的使用发挥出了更出色的支护效果。由于煤壁酥软,施工玻璃钢锚杆时容易塌孔,药卷难以注入。而管缝锚杆能到达到有效的支护深度,并且顶排帮锚杆可以注入巷道顶板中,有效的控制了巷道帮壁的变形。
三、支护方案选择
从加固围岩考虑能改变岩体结构与力学性能,充实变更围岩自身支撑本领,选择支护方案为:顶板全程锚杆、铁网、锚索,两帮管缝锚杆、铁网的联合支护方案。
1)支护参数
(1)全程锚杆。选用直径18㎜×2000㎜的左螺旋螺纹钢锚杆;间排距1000×1000mm±100mm;锚杆角度≥75°(与设计角偏差±3°)锚固剂采用K2335型树脂锚固剂(材质、规格、配比、性能合格);锚杆锚固力:80KN。
(2)铁网。每片网的规格为1200×2000mm,网片搭接长度不得小于70mm,不得大于120mm(即金属网的一个半网格)。
(3)锚索。选用直径15.24mm×7200mm的锚索;间排距2000mm×2000mm;锚固剂采用K2335型树脂锚固剂(材质、规格、配比、性能合格);锚杆锚固力:120KN。
(4)管缝锚杆。杆体长1600mm,托盘采用蝶形规格120mm×120mm×8mm,间排距为1000mm×1000mm。
2)施工工艺
扩刷断面→敲帮问顶打→打顶部锚杆眼→挂顶网→打顶锚杆→打锚索眼→打锚索→打两帮锚杆眼→挂网→打帮锚杆
3)主要技术对策
保证工作面风量,瓦斯不超限,立即封闭尾排川,上齐通风设施。坚持敲帮问顶制度,正确应用临时支护,严禁空顶作业,即使支护。搞好工程质量、文明生产,达到支护要求。
四、推广实施效果研究
根据恢复巷道的实际长度,每50m设一个观测断面,每个观测断面设3个测点;即正顶一个,两肩各一个;每三天观测一次,连续观测一个月,基本稳定。采用锚杆拉力计做抗拉力实验,经抽样检测锚固力能达到60KN以上满足支护要求。 通过帮壁打的玻璃钢锚杆与管缝锚杆对比,观察位移量以及失效的个数对比,达到支护要求。
五、经济安全及社会效果与利益研究
顶板锚杆+锚索+铁网支护给围岩一定的支护强度,与围岩共同一个组成支护体系,能充分的提升支护结构的承载本领,防止围岩松动圈继续扩大,增强了围岩的稳定性。帮支护锚杆采用管缝锚杆能够有效的控制帮壁的位移,并且减少失效锚杆的数量。所以,在二次掘送巷道采用此种支护方式是可行方法,增强支护强度,减少返修次数,節省财力、物力、人力其经济效果与利益显著。
[摘 要] 二次掘送尾排巷道 支护方式分析
中图分类号:TM46 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0271-01
我矿西采区回采的7#右零/右一工作面,现已结束,其动压期已超过一年,该工作面右零位置处于背斜轴,7#层煤采高为4.3米—4.5米,属优质煤层,为保证安全生产,减少煤炭损失,充分利用现有的系统,将该区域进行合理开发,在原回采工作面的尾排巷作为上部新回采面的上巷,二次掘送,该尾排巷受采空区的影响,两帮位移严重,顶板下沉,其断面基本完全充满,与新掘类似,并且,尾排巷与7#右零/右一工作面回风道的煤柱只有4.0米,经现场实际调查,外部100米,基本达到重新掘送的条件。受采空区动压的影响,尾排巷上帮沿煤壁出现裂缝,在施工过程中要高度的重视。尾排巷每30米已经施工尾排川,施工期间表现加强瓦斯的管理。施工采用掘进机,连续化运输。
设计全长600m,该巷道为原西采区右零尾排巷,原支护顶板只打锚杆,两帮及顶板未挂网,再加之地压影响,顶板下沉,底板鼓起,两帮位移,填满原巷道空间。现此尾排巷当作右零面的回风平巷,需要对其进行二次掘送。
二次施工尾排巷作为回采面的上巷,支护技术的关键是怎么样对破碎松动围岩加固补强,假设时间掌握不好,如在围岩剧烈活动期,在高地压尚未重新分布完毕之前进行,则支护效果不佳,采用一般支护方法,很难维护巷道的支护完好;如支护时间滞后,待变形严重后支护,巷道的有害变形将会加剧,巷道冒顶的机率增加,围岩破碎松动的范围将加大,给巷道施工带来极大的困难,不仅增加支护成本,安全性也无法保证。现在,我就通过支护的原理,对本区二次施工西采区右零尾排巷的实际支护情况进行简要的分析。
一、顶板支护
1.锚杆支护
(1)预应力作用。锚杆打进岩体后,将层理、节理发育的岩层串联在一起,在眼孔口处加设垫板,加设垫板实际上等于给锚杆以预应力,由于锚杆有预应力,当围岩应力释放,岩体出现裂隙产生强拉应力时,锚杆的预应力可以起到阻止裂隙的继续扩大,增加了岩体的抗剪强度,使围岩被锚紧,形成承载体。
(2)围岩补强作用。巷道开掘后的壁面是双向受力状态,它的稳定程度比三向受力相差很多。而要使巷道壁面迅速达到三向受力状态,锚杆可以是巷道围岩壁面得到补强作用。
(3)组合和悬吊作用。在巷道层状顶板上安置锚杆,提升了顶板岩层的承载本领,能可行地阻止岩层的层间错动。可以将层状岩层组合成一个梁,减少扰度,自然就增加了围岩的抗弯强度。
(4)改善围岩应力状态作用。巷道恢复刷面达到设计断面后,使巷道周边围岩由双向应力状态变成三向应力状态,提升围岩强度。
2.挂网的作用
防止围岩脱落的作用。挂网后,可使部分松动的围岩不脱落,更一步提高安全保证。
3.锚索支护
与普通锚杆相比,其具有锚杆达不到的特点:锚索长度大,能够锚固在稳定的岩层中,锚索可施加高预紧力,对岩层施压成拱,限制围岩的变形,确保围岩的稳定性。
二、帮支护
1.铁网支护
二次掘送巷道往往煤壁比较酥软,极易发生片帮,这无疑产生了巨大的安全隐患,通过铁网对帮壁的包裹,可以有效的阻止帮壁片落。
2.管缝锚杆支护
与玻璃钢锚杆相比,管缝锚杆在恢复巷道中的使用发挥出了更出色的支护效果。由于煤壁酥软,施工玻璃钢锚杆时容易塌孔,药卷难以注入。而管缝锚杆能到达到有效的支护深度,并且顶排帮锚杆可以注入巷道顶板中,有效的控制了巷道帮壁的变形。
三、支护方案选择
从加固围岩考虑能改变岩体结构与力学性能,充实变更围岩自身支撑本领,选择支护方案为:顶板全程锚杆、铁网、锚索,两帮管缝锚杆、铁网的联合支护方案。
1)支护参数
(1)全程锚杆。选用直径18㎜×2000㎜的左螺旋螺纹钢锚杆;间排距1000×1000mm±100mm;锚杆角度≥75°(与设计角偏差±3°)锚固剂采用K2335型树脂锚固剂(材质、规格、配比、性能合格);锚杆锚固力:80KN。
(2)铁网。每片网的规格为1200×2000mm,网片搭接长度不得小于70mm,不得大于120mm(即金属网的一个半网格)。
(3)锚索。选用直径15.24mm×7200mm的锚索;间排距2000mm×2000mm;锚固剂采用K2335型树脂锚固剂(材质、规格、配比、性能合格);锚杆锚固力:120KN。
(4)管缝锚杆。杆体长1600mm,托盘采用蝶形规格120mm×120mm×8mm,间排距为1000mm×1000mm。
2)施工工艺
扩刷断面→敲帮问顶打→打顶部锚杆眼→挂顶网→打顶锚杆→打锚索眼→打锚索→打两帮锚杆眼→挂网→打帮锚杆
3)主要技术对策
保证工作面风量,瓦斯不超限,立即封闭尾排川,上齐通风设施。坚持敲帮问顶制度,正确应用临时支护,严禁空顶作业,即使支护。搞好工程质量、文明生产,达到支护要求。
四、推广实施效果研究
根据恢复巷道的实际长度,每50m设一个观测断面,每个观测断面设3个测点;即正顶一个,两肩各一个;每三天观测一次,连续观测一个月,基本稳定。采用锚杆拉力计做抗拉力实验,经抽样检测锚固力能达到60KN以上满足支护要求。 通过帮壁打的玻璃钢锚杆与管缝锚杆对比,观察位移量以及失效的个数对比,达到支护要求。
五、经济安全及社会效果与利益研究
顶板锚杆+锚索+铁网支护给围岩一定的支护强度,与围岩共同一个组成支护体系,能充分的提升支护结构的承载本领,防止围岩松动圈继续扩大,增强了围岩的稳定性。帮支护锚杆采用管缝锚杆能够有效的控制帮壁的位移,并且减少失效锚杆的数量。所以,在二次掘送巷道采用此种支护方式是可行方法,增强支护强度,减少返修次数,節省财力、物力、人力其经济效果与利益显著。