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《b070403 深部松軟煤層沿空順槽錨網(wǎng)支護(hù)實(shí)踐分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、深部松軟煤層沿空順槽錨網(wǎng)支護(hù)實(shí)踐劉鵬 王英德【兗礦集團(tuán)公司南屯煤礦，山東鄒城273515】摘要本文通過對深部松軟煤層沿空順槽支護(hù)優(yōu)化及其礦壓觀測的成果分析，驗(yàn)證了深部松軟煤層沿空順槽采用耦合支護(hù)的可行性。關(guān)鍵詞松軟煤層沿空順槽錨、網(wǎng)支護(hù)支護(hù)監(jiān)測前言南屯井田位于山東省鄒城市西部北宿、太平、城關(guān)和中心店境內(nèi)。井田東西長10．5km，南北寬4.5km，面積約43.5km2，其中3層煤分布面積約27.5km2。礦井于1973年底投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為年產(chǎn)150萬t，1991年底改擴(kuò)建能力為240萬t／年。20世紀(jì)80年代后采用綜合機(jī)
2、械化采煤工藝，1994年后采用綜合機(jī)械化放頂煤工藝。在引進(jìn)重型大功率高產(chǎn)高效綜采設(shè)備后，原煤產(chǎn)量達(dá)到397.9萬t?，F(xiàn)在，南屯井田礦井正逐步向深部開采。由于地壓大、煤體松軟、圍巖破碎，掘進(jìn)過程中巷道中頂部煤體極易冒落、巷道圍巖變形量大，因此巷道支護(hù)難度非常大，給掘進(jìn)施工帶來困難。在應(yīng)力集中、變形較大的深部松軟煤層沿空掘進(jìn)巷道如何進(jìn)行支護(hù)，就成了我們迫在眉睫急需攻克的難關(guān)。本文將以93上03工作面上順槽施工為例，介紹采用錨、網(wǎng)支護(hù)技術(shù)，支護(hù)深部松軟煤層沿空巷道的成功案例。1工程概況93上03工作面工作面位于九采二分區(qū)東北部，西北
3、與93上01工作面（已采）相鄰，西南靠近93上風(fēng)氧化露頭掘進(jìn)，東南與93上05工作面（已采）相鄰（留設(shè)煤柱4m）。該順槽為一單斜構(gòu)造，中南高北低，西高東低，煤層厚度3.0～5.7m，平均5.0m，西部煤層傾角較小，東部煤層傾角較大。煤層老頂、底板巖性如圖1所示。圖193上03上順槽地質(zhì)綜合柱狀圖2巷道布置由于上區(qū)段工作面推進(jìn)過程中頂板運(yùn)動(dòng)的影響及上覆巖層支承壓力的變化，造成工作面兩側(cè)煤體及煤層頂板支承壓力的變化，因此，沿空順槽掘進(jìn)的時(shí)間和位置決定了其巷道圍巖應(yīng)力的分布及圍巖支護(hù)成功的難易程度。所以，沿空順槽掘巷的時(shí)間及位置的選
4、擇，是決定巷道支護(hù)荷載大小的首要因素。2.1巷道掘進(jìn)的最佳時(shí)間根據(jù)以往巷道礦壓理論的研究可以確定，上區(qū)段采場頂板老頂觸矸穩(wěn)定后為沿空順槽掘巷的最佳時(shí)間。由上區(qū)段采場兩側(cè)煤體受采動(dòng)影響的變化過程（見圖2）可以看出，煤體在上區(qū)段采場工作面回采過程中，由彈性壓縮狀態(tài)進(jìn)入塑性破壞階段，煤體產(chǎn)生較大變形量，如果在煤體彈性壓縮階段掘進(jìn)巷道，則容易造成巷道產(chǎn)生變形破壞，不利于巷道維護(hù)。而上區(qū)段采場老頂觸矸后，煤體變形基本穩(wěn)定，此時(shí)掘進(jìn)巷道，則巷道不易變形破壞，易于維護(hù)。a-上區(qū)段采場頂板處于相對穩(wěn)定階段；b-上區(qū)段采場頂板巖層顯著運(yùn)動(dòng)階段；
5、c-上區(qū)段采場頂板巖層穩(wěn)定階段；d-煤體壓力疊加階段圖2采場兩側(cè)煤體隨上區(qū)段工作面回來影響的過程2.2巷道掘進(jìn)的最佳位置在存在內(nèi)應(yīng)力場的條件下，可能的送巷位置有4種（圖3）：在內(nèi)應(yīng)力場中沿空送巷（位置1、位置2）、在外應(yīng)力場中的煤柱護(hù)巷（位置3）、在原始應(yīng)力區(qū)的大煤柱護(hù)巷（位置4）。由煤體上方支承壓力分布規(guī)律可以看出，在位置3掘進(jìn)巷道，正處于支承壓力高峰區(qū)，巷道不易維護(hù)；在位置4掘進(jìn)巷道，雖然巷道比較容易維護(hù)，但煤柱損失比較大，不符和充分利用和節(jié)約煤炭資源的原則，故這兩種位置都不可取。在內(nèi)應(yīng)力場中，沿空送巷分為無煤柱送巷和小煤
6、柱送巷兩種。無煤柱送巷雖然能充分開采煤炭資源，但存在巷道通風(fēng)、上區(qū)段采場采空區(qū)殘煤自燃等不利因素。因此沿空送巷的最佳位置為位置2所示的小煤柱送巷，最佳煤柱尺寸應(yīng)是在煤柱煤體不發(fā)生裂隙向采空區(qū)漏風(fēng)、誘發(fā)自燃的條件下，最小的煤柱尺寸。1-無煤柱沿空送巷；2-小煤柱沿空送巷；3-外應(yīng)力場中的煤柱護(hù)巷；4-原始應(yīng)力區(qū)的大煤柱送巷圖3巷道掘進(jìn)位置圖3支護(hù)工藝及參數(shù)根據(jù)對沿空順槽煤巷圍巖應(yīng)力分布駝峰圖的分析，確定該順槽采用錨、網(wǎng)＋錨索耦合支護(hù)技術(shù)施工，其具體支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)為：①巷道斷面形式為直墻半圓拱型，墻高1.3m，拱高1.7m，凈寬4.
7、2m。②錨桿使用直徑22mm、長2500mm的KMG400左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，呈三花型布置，排距600±50mm，間距1000mm。③每根錨桿用1卷CK（B）25100型樹脂錨固劑卷錨固，錨桿錨固力不小于150kN。④鋼筋梯子采用直徑8mm的圓鋼制作，有3100×100（mm），2100×100（mm），2100×300（mm）三種規(guī)格。1條3100×100（mm）和2條2100×100（mm）的鋼筋梯子搭接相連組成一排，4條2100×300（mm）的鋼筋梯子對接后扣扣相連組成一排，該兩排鋼筋梯子間隔布置。⑤金屬網(wǎng)采用4片2
8、100×1200（mm）的菱形金屬網(wǎng)，網(wǎng)格30×30（mm）。⑥采用復(fù)合托盤，上部為140×140×50（mm）的木托盤，下部為由廢舊工字鋼加工而成的鐵托盤。⑦超前錨桿為直徑32mm、長1800mm的管縫式錨桿。超前錨桿角度與煤層（順槽方向）傾角15～20o布置，間距為300
