大斷面綜采切眼聯(lián)合支護技術(shù)

摘 　要 : 以神東煤炭分公司石圪臺煤礦大斷面切眼作為實例 , 介紹切眼斷面參數(shù)、錨桿、托梁、鋼筋網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護形式、施工工藝 , 通過礦壓監(jiān)測數(shù)據(jù) , 對切眼聯(lián)合支護形式進行詳細分析 , 評價切眼支護效果 , 證明采用聯(lián)合支護形式是比較適合神東礦區(qū)的大斷面切眼支護。

前言

　　神東煤炭分公司綜采工作面所配套的設(shè)備都是從國外引進的大功率、高強度、高可靠性設(shè)備 , 同時為了加快綜采工作面搬家倒面速度 , 成立了專業(yè)化服務(wù)隊伍 , 使用國外引進的無軌膠輪車整體搬運設(shè)備 , 因此必須加大切眼的斷面尺寸 , 滿足設(shè)備快速安裝。

1 　工程地質(zhì)概況

　　石圪臺煤礦 71201 工作面位于石圪臺井田東北部的二盤區(qū) , 所采煤層為 1- 2 煤 , 煤層厚度為 0 ～ 6 1 47 m, 容重 1 1 3t Πm3 , 傾角為 1 ～ 3 ° ,單斜構(gòu)造 , 覆存穩(wěn)定。工作面大體沿煤層傾斜方向布置 , 四周無采動影響。71201 工作面所在煤層為侏羅系中下統(tǒng)延安組第五段含煤巖系 ,埋藏深度 40 ～ 110 m, 上覆基巖厚度從 40 ～ 100 m, 松散層厚度從 4 ～30 m, 主要是風(fēng)積砂。頂板以泥巖、砂巖為主 , 老頂為中、細砂巖 , 厚度約為 2 1 13 ～ 13 1 34 m; 直接頂為泥巖、粉砂巖 , 厚度 3 1 6 ～ 11 1 3 m, 波狀層理 ; 工作面范圍內(nèi)無偽頂。直接底主要以泥巖、粉砂巖為主 , 厚度為 1 ～ 3 m, 遇水易軟化 ; 老底為中、細砂巖 , 厚度為 8 ～ 20 m 。工作面涌水主要為基巖裂隙水和煤層中含的水 , 正常涌水量為80 m 3 Π h 。

2 　切眼設(shè)計參數(shù)與施工工藝

　　根據(jù)神東煤炭分公司在神東礦區(qū)多年的開采經(jīng)驗 , 將此盤區(qū)工作面長度定為 300 m, 采用引進的大采高綜采設(shè)備一次采全高。切眼采用連續(xù)采煤機掘進一次成巷 , 連續(xù)采煤機沿底掘進 , 并配套運煤車、鏟車、轉(zhuǎn)載破碎機、膠帶輸送機。切眼斷面形狀定為矩形 , 切眼斷面參數(shù)根據(jù)綜采工作面設(shè)備配套參數(shù)和設(shè)備安裝時所要求的斷面參數(shù)確定。

　　根據(jù)綜采工作面設(shè)備配套尺寸 , 切眼寬度大于液壓支架長度和端面距之 ,7 1 805 + 0 1 55 = 8 1 355 m, 切眼高度大于采煤機最小高度2 1 7 m 。設(shè)備安裝時采用無軌膠輪車整體運輸、對位安裝。因此 , 切眼寬度定為 8 1 5 m, 切眼高度應(yīng)大于液壓支架 , 最小高度 0 1 5 m, 即大于 3 1 05 m; 同時考慮到工作面的采高在 5 1 0 m 左右 , 因此將切眼凈高度定為 3 1 5 m, 掘進高度為 3 1 7 m 。71201 工作面切眼參數(shù)為 : 長 300 m, 掘進斷面 31 1 45 m 2 , 即寬 8 1 5m 、高 3 1 7 m; 凈斷面 29 1 75 m 2 , 即寬 8 1 5 m 、高 3 1 5 m 。

3 　切眼支護設(shè)計與施工工藝

　　為了充分利用有效斷面 , 同時考慮到頂板巖層和煤層覆存穩(wěn)定 ,煤層裂隙不發(fā)育 , 因此切眼設(shè)計頂板采用錨網(wǎng)梁索聯(lián)合支護形式 , 兩幫不需支護 , 底板鋪 200 mm 厚 C20 混凝土。巷道掘進完成后 , 再在巷道中間距正幫 3 m 處支一排木點柱作為補強支護 , 木點柱之間間距為 2 m 。隨著液壓支架安裝的前移 , 逐漸回收木點柱。切眼支護形式如圖 1:錨桿采用 < 16 × 1 800 mm A3 圓鋼桿體 , 麻花錨固端長度為 350mm, 扭矩大于 100 NM, 錨固力大于 49 kN , 間排距 1 000 mm, 矩形布置 , 托盤為 120 mm × 120 mm × 10 mm A3 鋼板 , 樹脂藥卷規(guī)格為 K23 ×350 mm 。金屬網(wǎng)采用 10 # 鉛絲網(wǎng)片 , 網(wǎng)格為 45 mm × 45 mm 。托梁采用 < 12 mm 鋼筋焊接成梯子形 , 長 7400 mm 、寬 100 mm 。

5 　結(jié)論

(1) 大斷面切眼支護充分利用了錨網(wǎng)梁索聯(lián)合支護形式 , 高強度錨桿以加固為主 , 使其錨固范圍內(nèi)的頂煤形成“錨固平衡拱” , 錨索以懸吊作用為主 , 把潛在冒落范圍內(nèi)的頂煤懸吊在上部比較穩(wěn)定的頂板巖層上 , 加大“錨固平衡拱”厚度 , 阻止頂板巖層下沉及冒落。(2) 錨桿支護施工方便 , 勞動強度低 , 工效高 , 巷道掘進速度快。

(3) 錨網(wǎng)梁索支護材料成本低 , 加工方便 , 重量輕 , 體積小 , 運輸方便?？傊?, 大斷面切眼錨網(wǎng)梁索聯(lián)合支護形式在神東礦區(qū)取得了很好效果 , 有效地控制了頂板巖層移動 , 保證了圍巖穩(wěn)定 , 滿足了礦井安全生產(chǎn)的要求 , 同時經(jīng)濟效益和社會效益顯著。