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1、2012年第3期能源技術與管理33doi:10.3969~.issn.1672-9943.2012.03.013復合型頂板錨網(wǎng)索聯(lián)合支護技術研究與實踐張國川(平煤股份朝川礦二井,河南平頂山467523)[摘要]平煤股份朝川礦二井戊。煤層四采區(qū)煤層賦存條件復雜,煤體強度低,煤巷幫部松散、破碎范圍較大,加上頂板為厚層軟弱復合頂板,巷道支護問題日益突出。以戊一14160工作面煤巷為研究對象,分析了復雜條件下煤巷圍巖變形特征,嘗試了一套適合復合型頇板的煤巷錨桿強化支護技術,通過實踐,所采取的支護參數(shù)有效地維護了煤巷的穩(wěn)定,滿足了礦井安全生產(chǎn)的要求。[關鍵詞]復合型頂板;錨桿錨索;H型托
2、梁;強化支護[中圖分類號]TD353[文獻標識碼]B[文章編號]1672_9943(2012)030332以下明顯的特點:煤體自身支撐能力低,巷道開挖0引言后,壓力顯現(xiàn)速度快且幅度較大,持續(xù)時間長,四近年來,隨著煤礦開采機械化程度的提高,工周來壓,底鼓明顯,巷道開挖后其影響范圍較大,作面切眼、機頭硐室及機風巷的斷面都要求加大,巷道頂板屬于軟弱破碎的復合頂板,給支護帶來在頂板巖石比較松軟的條件下,特別是遇到較為很大的難度;煤體強度普遍較低。巷道開挖后,幫常見的“復合型”頂板,直接頂較厚,巖石中硬,其部破碎松動圈達到0.8m左右,常常造成幫部錨中部含有軟弱夾層,按常規(guī)設計的錨桿支護
3、形式桿托盤深深陷入煤體內(nèi)而失去應有的支護效能。和參數(shù)已經(jīng)不能達到有效的支護效果,往往會造巷道底鼓現(xiàn)象十分突出,頻繁的拉底作業(yè)導致巷成大面積頂板垮落的事故。因此,“復合型”頂板的道根部向外位移量增大,巷道結構逐漸失穩(wěn)甚至維護問題直接制約著礦井的發(fā)展,已經(jīng)成為目前垮冒。煤層沿走向呈波浪形起伏變化,褶曲、斷層、采礦工程中的熱點研究問題之一。薄煤帶、雞窩煤等現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。同時,巷道壓力受采動影響非常明顯,巷道雖然與臨近的回采工1工作面概況作面采空區(qū)之間留設了120m左右的區(qū)段間隔,平煤股份朝川礦二井戊一14160工作面設但巷道受采動影響變形依然十分突出。例如同一計走向長度826m,傾斜
4、長度150m,平均煤厚采區(qū)的戊一14070工作面風巷,在成巷后的100d2.2m。煤層直接頂為深灰色砂質(zhì)泥巖,厚7m,堅內(nèi),頂?shù)装寮皟蓭偷囊平糠謩e達到643mm和硬系數(shù)46,含植物化石,中間夾細砂巖2~3層,396mm,半年后達到1230mm和840mm,支護翻呈條帶狀分布,每層厚度50~250mm,局部區(qū)域還修后再次產(chǎn)生的附加變形量仍達到300~400mm,夾有一層200mm厚的軟煤夾層,頂板整體性差,給綜采設備的安裝和回收帶來極大的困難,原煤屬復合頂板。老頂為細、中粒砂巖,厚13.25m,且成本也因此大幅度增加。局部頂板的軟弱夾層含水,含水量2~5m。/}l;底板2.2錨
5、網(wǎng)索聯(lián)合支護技術對復合頂板巷道的支巖性以深灰色泥巖為主,厚6m左右。煤層傾角護機理80~15o,平均厚2.2m,堅硬系數(shù)<1.5,瓦斯絕對涌根據(jù)朝川礦二井戊。煤層中施工巷道的上述出量0.60m3/min,相對涌出量0.78mTt,有自燃發(fā)變形特點,嘗試使用等強錨桿、左旋樹脂錨桿、錨火傾向。索(梁)配合H型托梁聯(lián)合支護的技術。即在巷道開挖后,改變常規(guī)的頂幫部均使用左旋錨桿錨固2軟弱巖層復合頂板巷道壓力顯現(xiàn)特點的支護模式,頂板在原有左旋錨桿支護的基礎上,及提高支護強度的思路加打錨索(梁),通過錨桿錨索配合支護,形成錨桿2.1巷道煤層賦存及壓力顯現(xiàn)特點錨索的加固群體,這樣相鄰的錨桿錨
6、索的作用力朝川礦二井戊煤層賦存及巷道壓力呈現(xiàn)出相互疊加,組合成一個“承載層”,這個新的承載層34張國川復合型頂板錨網(wǎng)索聯(lián)合支護技術研究與實踐2012年第3期厚度比單用錨桿成倍增加,能使圍巖發(fā)揮出更大(梁)布置具體參數(shù)如下:的承載作用,從而降低兩幫應力集中程度。幫部使巷道頂板采用6根左旋樹脂錨桿為主要支護用長度為2.9m的等強錨桿進行加長錨固,其中手段,錨桿采用2節(jié)Z2360型中速樹脂藥卷錨固,靠近頂和底部的一根錨桿分別呈70。仰(俯)角安錨固力≥120kN。同時利用錨索對頂板進行補強裝進頂(底)板巖層,這樣使錨桿的錨固端穿過兩支護,錨索技術參數(shù):長9.5m、直徑17.8mm的鋼
7、幫部的松動圈進入穩(wěn)定煤層,并通過帶一定角度絞線,錨索托盤采用長度為400mm的廢舊U型安裝到頂?shù)装鍘r層中的錨桿,更能有效控制幫部鋼加工而成。每根錨索安裝5節(jié)Z2360中速樹脂煤體受壓向外擠出變形量,削弱煤體初期松散和藥卷加長錨固,錨固力I>200kN。錨索呈五花形布變形,并調(diào)動煤體自身承載能力,形成初期承載結置。構。同時對幫部頂部每排錨桿均使用H型梁配合巷道兩幫采用5根長度為2.9m(一般巷道金屬網(wǎng)對巷道煤(巖)體進行支護,使松散破碎的使用2.2m長的左旋樹脂錨桿)、直徑20mm的左煤(巖)