浅谈煤矿轨道斜巷运输断绳事故的预防和浅谈快速掘进支护方案与参数分析控制

发表时间:2019/5/13   来源:《知识-力量》2019年8月26期   作者:张兴露
[导读] 潘二煤矿18224工作面是第二个4槽煤开采面,也是西四采区4煤首采面。由于4-1煤与4-2煤层间距较小,顺槽及切眼掘进锚网支护时,锚杆索生根是必须考虑的问题。根据井下现场探眼情况
(淮南矿业集团潘二煤矿,安徽 淮南 232091)
摘要:潘二煤矿18224工作面是第二个4槽煤开采面,也是西四采区4煤首采面。由于4-1煤与4-2煤层间距较小,顺槽及切眼掘进锚网支护时,锚杆索生根是必须考虑的问题。根据井下现场探眼情况,合理选择锚索长度,确保锚索生根在稳定岩层中不小于1200mm,通过实验并长期观测的前提下,锚索更改为4-0-4,即每隔一排施工4根锚索,在满足支护强度要求,简化了施工支护参数,提高了施工进度,节省了材料费,为潘二矿生产接替提供了有效保障。
关键词:4煤;层间距;锚索长度;支护

 
          1 概述

          根据上表,可知4-1煤直接顶为平均厚度为5m的砂质泥岩,直接顶上方发育两层4-2煤,平均厚度0.8m、0.9m,两层煤间泥岩夹矸平均厚度0.9m。由此可见,4-1煤顶板为煤矸互层的复合顶板,我们需根据顶板煤岩情况选择合适的支护方式和参数,确保顶板支护安全,并通过优化参数,提高掘进速度。
          2 18224工作面掘进支护设计及施工
          2.1 潘二煤矿掘进支护经验
          (1)2004年之前,巷道多采用U型棚支护,2004年矿井技改后,引进了锚网支护技术,此方式用于顺槽掘进,适应性强,成本低,对回采影响小。
          (2)顺槽掘进时,巷道顶板跟煤层顶板施工,锚网支护多采用矩形或梯形断面。
          (3)锚网支护采用锚杆、锚索、钢带、金属网联合支护,使整个支护连成整体,像组合梁一样支撑起巷道顶板。顶板锚索采用φ21.8mm的钢绞线,长度一般为6300mm、8300mm。并确保锚索生根在稳定岩层中不低于1.2m。
          2.2 18224工作面支护设计
          为提高掘进速度,降低成本,决定本工作面主要采用锚网支护方式施工,当巷道顶板破碎时,采用架棚或架棚注浆方式施工。
          2.2.1 工程类比:18124轨顺支护方案
          原西四采区18124轨顺掘进500m后封闭,支护方案如下:
          (1)方案一:顶板完整时锚网支护
          ①18124轨顺设计为矩形断面:5.4×3.0m,净断面为16.2㎡,巷道跟4-1煤层顶板施工。顶部采用6根锚杆与5000mm长M5钢带联合支护,锚杆间距为940mm ,排距为900mm,锚杆规格:Φ22×2500mm。
          ②顶板锚索采用“4-4-4”布置方式,即每排布置4根锚索,锚索规格为Φ21.8×6500mm∽8000mm(锚索长度根据施工现场的层间距来确定,但必须保证锚索的锚固段深入到稳定岩层中,且不少于1200mm);锚索梁采用4000mm M5钢带,锚索梁安装在巷道中间,锚索间距1200mm,排距900mm。
          ③帮部支护,高帮采用2800mm的M5钢带,锚杆间距850mm,排距900mm,锚杆规格为Φ22×2500mm。低帮采用1800mm的皮带锚条搭接1000mm皮带锚条配合金属网联合支护,锚杆规格为Φ22×2500mm,锚杆间距800mm,排距900mm。
          (2)方案二:过断层、地质构造带具备锚网支护条件时,将顶板锚索由“4-4-4”改为“5-5-5”布置方式,即每排布置5根锚索,其他支护参数不变。
          (3)方案三:过断层、地质构造带顶板破碎不具备锚网支护条件时,采用架棚或架棚注浆支护,采用29U型棚支护。
          2.2.2 18224轨顺支护方案确定
          通过比较18124轨顺与18224工作面地质及支护情况,能够看出,由于4-1与4-2层间距平均为5m,4-1顶板至4-2煤上层顶板间距平均为7.6m,长度为6500mm∽8000mm的锚索不能确保全部适用。经研究讨论,锚索生根在4-1煤直接顶或老顶上,具体支护参数如下:
          (1)顶板采用6根φ22×2500mm锚杆,锚杆间排距940×900mm;帮部采用4根φ22×2500mm锚杆,锚杆间距高帮850mm、低帮750mm;排距为900mm;
          (2)巷道顶板布置4根锚索,间排距1200×900mm,锚索规格φ21.8×5300~8000mm(锚索长度根据顶板岩性探测结果进行选取),每排锚索都必须配锚索梁,锚索梁为4000mmM5钢带锚索梁,锚索梁上的锚索孔下面配15×300×300mm托盘孔径大于锚索直径2~4mm。
          (3)帮部支护采用2800mm的M5钢带,锚杆间距850mm,排距900mm,锚杆规格为Φ20×2000mm。
          2.3 支护方案的施工及数据观测
          根据矿编制的支护设计和掘进作业规程,以18224轨道顺槽掘进施工为例,在掘进过程中,通过分析地质资料,巷道顶板为平均厚度5.5m的砂质泥岩,由于砂质泥岩层位稳定,现场备足锚索长度5300mm、6300mm、8300mm锚索,根据井下现场探眼情况,合理选择锚索长度,确保锚索生根在稳定岩层中不小于1200mm。在通过实验并长期观测的前提下,锚索更改为4-0-4,即每隔一排施工4根锚索。通过合理优化支护参数,18224轨道顺槽实现单月进尺245m,创潘二煤矿5年来掘进单月进尺新高。
          3 矿压数据观测
          为掌握巷道矿压及位移情况,进行了矿压数据观测和巷道位移量观测,通过矿压数据分析,其中观测站为巷道过断层段压力显现明显,其余各观测站矿压与位移数据均处于正常值。
          4 结束语
          潘二煤矿18224工作面掘进期间的支护方案与支护参数,是我矿锚网支护长期实践的改良与创新。根据顶板岩性情况,合理选择锚索长度,在满足支护强度要求前提下,简化了施工支护参数,提高了施工进度,节省了材料费,为潘二煤矿生产接替提供了有效保障。
参考文献
[1]李松营.煤矿安全规程[J],河南理工大学学报(自然科学版),2016,29(5:)10-18.
[2]白海波.煤矿巷道锚杆锚索共同支护技术研究[J] 机械管理开发:自然科学版,2016(11).
 
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