| 标题 | 煤层巷道支护技术改革实践 |
| 范文 | 平向阳 史刚昊 摘 要：原有煤巷支护形式在现场应用中存在支护效果不明显、劳动强度大、施工工艺复杂等诸多问题，随着我国煤矿支护新技术的不断应用，通过对支护技术的改革应用，使巷道“主动支护”真正发挥主动支护效果，减少巷道的支护、维护工作量，减少工人的劳动强度，既保证了安全又增加了效益，值得推广。 关键词：支护技术；锚网索；煤层巷道；改进改革 1 工作面概况与地质条件 西翼胶带大巷位于西翼12带区西部，该巷道二1煤层赋存不稳定，整体呈下坡趋势，煤层坡度0°～8°，平均6°。煤层厚度3m～6.7m，平均4.85m。该巷道二1煤层伪顶不发育，直接顶为深灰色，薄层状，砂泥质构造，局部含少量植物根化石及细砂岩透镜体，并含少量粉砂质，平均11.5m。二1煤层直接底黑色，块状，砂泥质构造，具滑面，含大量植物根化石，厚度57m；向下岩性依次为泥岩、一8煤、泥岩、硅质泥岩，平均厚度12.9m。 2 巷道初始支护及存在的问题 根据该工作面现场情况，结合已施工巷道的经验数据，采用工程类比法进行巷道支护设计。 2.1 巷道初始支护 （1）巷道断面、规格：巷道采用梯形断面，毛宽×毛高=621m×2.75m，S掘=14.3㎡，锚杆采用22*2400mm左旋锚杆，锚杆锚固力不低于25.65Mpa，锚杆螺帽扭矩二次紧固后不小于300N.m；锚索采用18.9*6500mm钢绞线，锚索预应力不低于38.2MPa。（2）顶板支护：顶板每排布置6根锚杆，间排距800*700mm；顶部每排布置3根锚索，间排距1400*2100mm，托盘为400*400*10mm钢板托盘；顶部铺设金属网，搭接100mm，每200mm用12#铁丝进行连接牢固。（3）被动支护：采用12#矿工字钢对子棚支护，工字钢棚梁长4200m、腿长3000mm，棚距700mm（中-中），棚腿扎角72°，净高2600mm。棚梁顶采用小圆木背设，每棚不少于6个接触点均匀布置，帮部采用双串杆+塑料网+荆笆背设。 2.2 巷道施工状况及原因分析 （1）工作面迎头爆破完毕后，经现场安全检查、隐患处理后，在临时支护的掩护下，对顶板进行锚网（索）支护，巷道两帮部未进行有效支护，在矿工字钢对子棚架设完毕前，一直处于自然裸露状态，易片帮造成巷道断面规格增大，增加劳动量同时影响架棚后两帮部背设。（2）工字钢笨重劳动量大。传统支护方式所使用的矿工字钢比较笨重，在运输上就需要大量的时间和人力，在矿工字钢棚架设上也比较繁琐，在架设顶棚及帮部背设过程比较浪费时间，对矿工字钢的工程质量参数的要求也比较多，架棚后对工字钢棚的调整也占用了较多时间。（3）被动支护的效果差。工字钢棚属于“硬性”支护，其塑性和脆性都比较大，当工字钢变形达一定程度时，其变形会剧烈增加，使得工字钢突然断裂，支护随之失效，工字钢支护仅仅适用于巷道载荷较小的巷道。 3 煤巷支护技术的改革 通过对施工过程中存在的以上诸多问题的分析可以看出，煤巷支护设计存在优化、改进的空间。为便于现场施工，提高掘进速度和施工质量，保证生产的安全，对该巷道的支护方式进行了如下改进： （1）巷道断面形状的改进：巷道断面形状由梯形调整为矩形，通过对巷道断面形状的调整，使不减少有效断面的同时，两帮部上下平齐不易发生片帮，断面形状容易控制，为下一个工序创造了条件。（2）顶板支护形式的改进：顶板采用“锚网索+钢筋梯”支护，采用无纵筋左旋螺纹钢高强锚杆，每排7根，矩形布置，顶板边缘锚杆向巷道外侧倾斜打设，与顶板夹角75°，其它锚杆垂直顶板打设。钢筋梯采用Φ14mm圆钢加工，规格Ф14mm×5100mm×80mm，每排锚杆安装1根，排距1000mm（中-中）。（3）帮部支护形式的改进：帮部采用“锚网+钢筋梯”支护，每排5根（两帮共10根），矩形布置，两侧底角锚杆分别与巷帮成75°夹角，其它锚杆垂直煤帮打设；钢筋梯同上。（4）锚杆间排距重新计算： 经计算得出：a=1.64m。设计顶部间排距取800×1000mm，考虑帮部煤体松软间排距取750×1000mm满足支护要求。 4 施工要求 （1）巷道掘进期间临时支护采用伸缩顶柱配合金属网+前探梁进行支护。（2）爆破后永久支护距掘进工作面最大距离不得超过1200mm（排距+200mm）爆破前永久支护距掘进工作面距离最大不得超过200mm。（3）锚索根据顶板情况采用“3-0-3”或“3-2-3”方式布置在巷道顶板，锚索滞后工作面正头距离不大于30m。（4）加强爆破管理，严格控制好巷道成型，尽可能减少对顶板的震动破坏，局部未达到规格断面可采用手镐落煤。（5）煤体较为破碎、帮部片帮超过500mm时，锚杆间距可适当缩小，要求间距在500～750mm之间，排距不变。 5 支护效果分析 （1）支护质量方面：锚网索+钢筋梯支护属于柔性支护，与巷道围岩接触更紧密，而且由于有钢筋梯和网片具有均衡锚杆锚固力、使锚杆受力趋于一致的作用，而且使得巷道围岩受力均匀，不易造成应力集中，更有利于发挥锚杆的整体支护作用。（2）支护安全方面：锚网索+钢筋梯支护属于主动支护，在巷道围岩还未破坏其整体性能前，锚杆、锚索将其顶板上岩层进行组合及悬吊支护，确保了巷道顶板的完整性，使其顶板岩层具备更强的塑性，加上有网片的支护，巷道顶板掉渣及冒顶事故得到了较好的控制，确保了巷道施工的安全。（3）施工速度方面：锚网索+鋼筋梯支护巷道所用材料均比较轻，即便是在巷道工程量比较大时，运输也比较方便，在支护上均是一次性达到支护效果，减少了大量的巷道维护时间，从而加快了巷道的掘进施工速度。 6 结论 通过井下实践及工程检测效果表明，采用锚杆、锚索、钢筋梯、金属网的联合支护属于“主动”支护方式，有利于加固和提高围岩强度，保持巷道围岩的长期稳定。与棚式支架相比，锚杆支护可以节约大量钢材、木材，降低支护成本、减少由于支护材料运输和装卸支架的大量工作量，特别是减少了工人劳动强度，既方便了现场的施工，又利于快速掘进，既经济又安全值得同类巷道推广使用。 参考文献： [1]刘玉文，陈孚东.大倾角煤巷锚杆支护技术的改进[J].煤炭科技，2007（1）：55-56. [2]卞景奎.煤层巷道交岔点锚网索支护技术应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（7）：227-228. [3]王勇.煤层巷道支护技术革新课件[M].2012.4.23. |
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