小煤柱沿空掘巷巷道锚索绗架支护研究
   来源:中国科技博览     2021年07月25日 16:15

[摘 要]本文从小煤柱沿空掘巷巷道锚索绗架支护出发,对支护方式的效果进行观测、比较、研究,以枣泉煤矿140201工作面回风巷道锚索绗架支护、单点锚索支护为例进行对比分析,总结了小煤柱沿空掘巷锚索绗架支护的经验,为类似条件下的巷道支护施工作业提供了借鉴经验。

[关键词]小煤柱 沿空掘巷 巷道 锚索 绗架 支护

中图分类号:G276 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)03-0124-01

1.引言

近年来,随着我国矿井综合机械化程度不断提高,各大煤矿的年产量也随之增长,这必然将加快煤炭资源的枯竭。为了尽可能提高煤炭回收率,延长矿井服务年限,小煤柱沿空掘巷逐渐在各大矿井推广开来。而各矿地质条件不尽相同,使得沿控掘巷的支护方式也不同。[1]

枣泉煤矿140201工作面回风巷道采用小煤柱沿空掘巷工艺。为了保证在回撤施工回撤通道及回撤期间140201工作面回风巷的安全性并找出适合的更有效的支护方式,对140201工作面风巷0~120m、140201工作面辅助回撤通道0~30m及130201工作面风巷110~160m进行加强支护,并观察分析。

2.回风巷技术参数

回风巷技术参数:回风巷断面为矩形,净宽4500mm,净高3550mm。

加强支护范围:140201工作面风巷0~120m、140201工作面辅助回撤通道0~30m及130201工作面风巷110~160m处。

2.1锚索绗架支护

锚索桁架支护由锚索、锚杆与拉杆组成。其基本结构是:靠近顶板两帮布置2根锚杆或锚索,锚杆或锚索锚固到两帮支撑的稳定顶板岩层中,下端通过连接件用拉杆连接起来,并施加一定的预应力,使锚杆或锚索与拉杆形成一个支护整体。这种结构的最大特点是通过拉杆可以施加较大的预应力,改善顶板应力状态。[2]

巷道顶板加强支护:在巷道顶部打设2排走向锚索绗架。绗架分别距离巷道中心线1250mm进行打设,绗架采用11#矿用工字钢加工,加工长度1200mm,每架绗架打设2根锚索,锚索眼距为900mm,锚索规格:Φ21.98mm×8300mm的预应力钢绞线锚索,锁具采用KM21.98型锚索锁具,铁托板采用200×60×20mm钢板制作,每根锚索使用3节Z2370树脂药卷进行锚固,锚索预紧力要求达到150kN巷道上、下帮加强支护:在除140201综采工作面回风巷60~120m其它加强支护区段的巷道上、下帮分别打设2排走向锚索绗架进行加強支护,上、下帮第一排锚索绗架距离巷道顶板1380mm打设,第二排锚索绗架距离第一排锚索绗架1000mm打设,绗架梁头间距1300mm,第一排与第二排交替迈步900mm进行打设;绗架采用11#矿用工字钢加工,加工长度2300mm,每架绗架打设2根锚索,锚索眼距距1800mm,锚索采用Φ21.98mm×4300mm的预应力钢绞线锚索,锁具采用KM21.98型锚索锁具,铁托板采用200×60×20mm钢板制作,每根锚索使用2节Z2370和1节Z2335树脂药卷进行锚固。

2.2单点锚索支护

在140201综采工作面回风巷60~120m区段上、下帮分别打设2排单点锚索进行加强支护,上、下帮第一排锚索距离巷道顶板1380mm打设,第二排锚索距离第一排锚索1000mm打设,锚索间距1800mm,第一排与第二排交替迈步900mm进行打设;锚索采用Φ21.98mm×4300mm的预应力钢绞线锚索,锚索托盘:300×300×16mm锰钢穹型托板(带调心球垫),锁具采用KM21.98型锚索锁具,每根锚索使用2节Z2370和1节Z2335树脂药卷进行锚固。

3.支护效果对比分析

设置1#~5#观测站,1#~5#测站安装完毕,各测站具体布设位置见表1。在巷道上帮、下帮、顶板、底板分别设置A、B、C、D为测点。

统计观测结果,如图1,各测站处顶板累计下沉量曲线,1#~4#测站累计下沉量最大值分别为20mm、40mm、230mm、265mm,平均为138.8mm。其中4#测站累计下沉量值最大,为265mm。

各测站处底板累计底鼓量曲线,1#~4#测站累计下沉量最大值分别为180mm、65mm、115mm、355mm,平均为175.8mm。其中4#测站累计下沉量值最大,为355mm。

各测站处上帮累计移近量曲线,1#~4#测站上帮累计移近量最大值分别为115mm、665mm、745mm、585mm,平均为527.5mm。其中3#测站上帮累计移近量值最大,为745mm。

各测站处下帮累计移近量曲线,1#~4#测站下帮累计移近量最大值分别为75mm、110mm、270mm、320mm,平均为193.8mm。其中4#测站下帮累计移近量值最大,为320mm。

4.结论

由观测站处的巷道变形量来看,相比正常回采期间,之前没有采取加强支护的巷道变形小了很多,巷道围岩相对稳定,属于可控范围。说明我们后期的回风巷加强支护很有成效。

根据1#、2#和3#、4#的十字布桩数据统计显示,140201回风巷的加强支护很成功,1-60m区段上下帮打设的锚索桁架支护效果明显好于60-120m区段的两排单点锚索支护,在小煤柱沿空掘巷巷道中使用锚索绗架支护值得推广使用。

参考文献

[1]牛福龙.坚硬顶板条件下小煤柱沿空掘巷支护技术.[J].煤矿支护,2015.

[2]苏小卫,李旭涛.锚索桁架支护技术在建北煤矿的应用.[J].煤矿现代化,2013.

作者简介

姓名:赵鑫,性别:男,年龄:31,民族:汉,毕业院校:辽宁工程技术大学,专业:采矿工程,单位:中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司,职务:项目总设计师,职称:工程师。

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