标题 | 高地应力巷道支护技术的研究 |
范文 | 马瑞刚 摘要:通过对八矿地质条件的分析,选择支护方式,确定合理的支护参数,同时阐述锚网支护的内在机理,进一步提高巷道的支护强度,对巷道变形进行控制,从而减少巷道的维修量,并且达到预期的支护效果,提高经济效益和社会效益。 关键词:倾斜煤层 大规格巷道 支护研究 1 概述 对于复合顶板来说,在高地应力的作用下,无论是巷道顶板下沉量,还是两帮移近量都比较大,尤其是巷道底鼓较为严重,其问题主要表现为: ①顶板发生深部离层,在顶板与两帮交接处发生切割现象。②需要对巷道高度进行多次的卧底工作,进而确保巷道的原有规格。③在破碎处发生严重的掉顶现象。④两帮内挤,发生脱丝现象等。 对于工字钢棚支护的巷道来说,由于这种支护方式属于刚性支护,并且是被动支护,在这种情况下,当增大巷道矿压时,工字钢就会起到相应的对抗作用,一旦巷道出现持续性变形,工字钢就会严重变形。所以,在巷道的持续性变形中,往往不能用工字钢棚进行支护,而是采用锚网梁+小孔径预应力锚索补强的方式进行支护。在掘出巷道后,通常情况下需要及时打设锚杆,进而对巷道进行主动加固,通过锚固将下面的软岩悬吊到上部坚硬的岩石上。在高地应力的巷道中,传统的锚网梁支护往往不能适应,需要在原有支护经验的基础上进行深入的研究分析,对施工技术密度参数、方案等进行合理的优化,进而在一定程度上适应巷道的持续性变形,同时达到预期的支护目的。 2 研究解决问题的途径 2.1 顶板支护 在支护过程中,通常采取锚网梁+小孔径预应力锚索的方式进行补强支护,选择Φ20mm×2200mm(长)20SiMn新型高强度左旋螺纹钢材料制作顶锚杆,其破断力为228kN。对于中间的顶锚杆来说,需要与顶板相互垂直,两边的两根与法线之间的夹角为15°~20°,使其锚 固端水平投影伸入两煤帮内的距离超过0.5m,在一定 程度上使得锚杆的受力进一步传递到两帮煤体中,进而向两帮转移巷道的顶部载荷。选用型号为S2360、Z2360的树脂锚固剂、锚杆间排距控制在700mm×700mm;用Φ18mm圆钢对梁进行焊接处理,长度控制在4.2m,支护网用Φ6mm冷拔丝进行焊接处理,规格为:长:宽控制在1.5m:0.8m。 2.2 煤帮支护 锚杆支护采用锚网点锚的形式进行支护,帮锚杆间排距方面,上帮和下帮分别控制在0.7m×0.8m、0.8m×0.8m。选用18mm×2400mm圆钢对锚杆进行处理,支护网采 用12#冷拔丝编制而成,规格分为:宽×长=900mm× 3300mm和900mm×2200mm两种,将1块150mm×150mm×50mm的木托板帮设在锚杆铁托板和煤帮之间。 2.3 顶锚索的应用 在煤巷中采用锚索加固的方式进行加固,这种加固方式是把该范围内的弱岩层锚固到稳定的岩层中。顶锚索的规 格由原来的Φ15.24mm×7000mm调整为Φ17.8mm× 7000mm,进而在一定程度上降低抗切能力造成的影响。 2.4 帮锚索的应用 对于一般的巷道来说,掘出后受巷道顶板矿压的影响和制约,由于与顶板相接触,使得本来平直的两帮在无形中形成两个受压支承点。两受压支承点处的帮随着顶板矿压的增大就会内挤,进而在一定程度上连带帮锚杆向外突出,进一步降低了其锚固力。 2.5 控制底鼓现象 对于底鼓现象严重的新巷道来说,为了确保巷道的原有规格,需要对其进行多次卧底工作。通过打设底根锚杆,进而解决这一顽固之症。所谓“底根”就是两帮最底的根处,在两排帮锚杆中间的最底根处,按照相应的高度设计要求打设锚杆,同时将向下与底板之间的夹角控制在30°~45°,并且打在煤层底板的岩石上。 2.6 预紧锚索的要求 对顶板进行支护时,如果达不到锚索预紧力,那么顶板离层的深度就会超过顶锚杆的长度,同时出现深部离层,进而在一定程度上使得锚索没有发生大的变化,但是锚杆陷入顶板内;或者达不到锚杆预紧力而锚索能达到,那么就会导致锚杆与锚索不同时受载,进而出现断锚索现象等。通过解剖分析,本文认为顶锚索预紧时必须用风动张拉泵进行,同时确保预紧力达到30MPa。 3 实践应用情况 ①能够对巷道的顶板离层、下沉及两帮的帮臌、底鼓等现象进行很好地控制。 ②对于顶锚索能够进行合理地布置,通过对思路进行创新,进一步对支护密度参数进行确定。 ③为了提高巷道支护强度,通常情况下,需要从细节抓起、从严管理。 4 新项目完成后可创造的效益 实施新的方案后,能够对巷道的底鼓、帮挤、顶板离层、下沉以及断锚索现象等进行有效地控制。不需要对巷道进行卧底扩帮等维修工作,在一定程度上节省了人力、物力、财力,提高了巷道的支护质量,现场安全工作得以加强,快速的掘出工作面实现了工作面的顺利衔接,为完成目标任务奠定基础。 参考文献: [1]郭明.深井高地应力巷道支护技术的研究[J].山东煤炭科技,2011(02). [2]余磊.锚网索支护内在机理的分析[J].河北煤炭,2007(02). [3]张存乾,田俊峰.锚网索支护在复合顶板矿井的应用分析[J].西部矿山建设工程理论与实践,2009(09). [4]赵卫华.郭二庄煤矿煤巷支护技术应用与研究[J].河北煤炭, 2011(08). |
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