“三軟”煤層掘進(jìn)錨噴支護(hù)技術(shù)淺析

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1、第12期山西焦煤科技No．122011年12月ShanxiCokingCoalScience&TechnologyDec．2011·技術(shù)經(jīng)驗(yàn)·“三軟"煤層掘進(jìn)錨噴支護(hù)技術(shù)淺析李克慶，程悅，時(shí)曉東(1．貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局一O六地質(zhì)大隊(duì)，貴州遵義563000；2．中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，江蘇徐州221116)摘要“三軟”煤層條件下，頂板安全是制約掘進(jìn)的主要因素。通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)組織和加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，提高錨噴支護(hù)水平和掘進(jìn)水平，進(jìn)一步提高支護(hù)系統(tǒng)的支護(hù)質(zhì)量，以有效控制掉頂、片幫等事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)了快速掘進(jìn)，確保了安全生產(chǎn)。關(guān)鍵詞“三軟”煤層；掘進(jìn)；錨噴支護(hù)；安全管理中圖分類(lèi)號(hào)：TD352．5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

2、文章編號(hào)：1672—0652(2011)12—0019—02“三軟”煤層指煤礦開(kāi)采中遇到的軟的頂板巖工，炮眼位置不規(guī)范，周邊眼沒(méi)有緊貼巖面且沒(méi)有垂層、軟的主采煤層和軟的煤層底板巖層，一般情況下，直于掘進(jìn)面，巷道成形比較差，超挖、欠挖嚴(yán)重，導(dǎo)致具有三軟特征的煤礦煤層和頂?shù)装寰鶠檐浫鯉r層。煤壁應(yīng)力集中使巷道變形、破壞。煤層裂隙發(fā)育，構(gòu)造復(fù)雜。2)在掘進(jìn)施工過(guò)程中打設(shè)錨桿時(shí)，由于煤巖松“三軟”煤層容易導(dǎo)致支護(hù)系統(tǒng)抵抗彈性變形的軟和部分巷道高度的制約，且掘進(jìn)后敲幫問(wèn)頂時(shí)沒(méi)有能力降低，當(dāng)支護(hù)系統(tǒng)周?chē)簩拥膲毫_(dá)到支護(hù)系統(tǒng)除盡懸?guī)r、危矸，產(chǎn)生較大的裂隙，使部分頂部錨桿打的強(qiáng)度極限時(shí)，將導(dǎo)致頂板彎曲下沉，造

3、成煤層上覆設(shè)質(zhì)量差，支護(hù)系統(tǒng)的初撐力不足，使圍巖脫落，導(dǎo)致頂板破碎，使掘進(jìn)、回采及頂板管理的難度進(jìn)一步加煤壁應(yīng)力集中，錨桿失效，從而巷道變形、破壞。大。如果遇到復(fù)合頂板，因?yàn)閺?fù)合頂板易與上部巖層3)在掘進(jìn)施工過(guò)程中噴漿時(shí)，沒(méi)有嚴(yán)格按照砼發(fā)生離層，所以復(fù)合頂板易發(fā)生大面積的推垮型冒的混合比配置混凝土；噴漿厚度不一致，噴漿過(guò)薄影頂，給快速掘進(jìn)、安全生產(chǎn)造成較大的威脅。在“三響支護(hù)強(qiáng)度，噴漿過(guò)厚影響其柔性，使脆性增加，易使軟”煤層中采用綜采、綜掘工藝是一個(gè)比較難的課圍巖離層，從而導(dǎo)致圍巖形成的承載結(jié)構(gòu)不能保持；題，但是在“三軟”煤層中使用綜采工藝也可以達(dá)到無(wú)初噴、復(fù)噴距離大，煤壁暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，致使煤

4、壁風(fēng)快速掘進(jìn)，關(guān)鍵在于措施得力，現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行到位?；撀?；且勞動(dòng)組織不到位、不合理，導(dǎo)致噴漿質(zhì)量1問(wèn)題及分析差，進(jìn)而產(chǎn)生片幫、掉頂，使煤壁變形噴體脫落進(jìn)一步1．1生產(chǎn)組織方面暴露煤體，從而使煤壁風(fēng)化脫落?！叭洝泵簩咏衣逗髽O易風(fēng)化，造成噴漿前巷道2對(duì)策與實(shí)施的煤壁風(fēng)化脫落，使部分錨桿失效，導(dǎo)致片幫、掉頂，2．1支護(hù)強(qiáng)度計(jì)算影響支護(hù)效果，甚至可能發(fā)生冒頂事故。要做到正確的設(shè)計(jì)和使用錨噴支護(hù)，必須基于相1．2施工質(zhì)量管理方面關(guān)的錨噴支護(hù)理論作為指導(dǎo)，常用的支護(hù)理論一般在煤礦生產(chǎn)施工過(guò)程中由于生產(chǎn)施工不到位，造有：懸吊理論、組合拱(壓縮拱)理論、最大水平應(yīng)力成質(zhì)量原因?qū)е轮ёo(hù)體受到擾動(dòng)、破壞，影響安全的

5、理論等。因素如下：現(xiàn)代煤礦采用的永久支護(hù)方式大多是錨、網(wǎng)、噴1)在掘進(jìn)施工過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙施支護(hù)，錨網(wǎng)噴支護(hù)既能充分發(fā)揮錨桿作用，又充分發(fā)收稿日期：2011—11—02作者簡(jiǎn)介：李克慶(1966一)男，貴州遵義人，2009年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，高級(jí)工程師，主要從事煤礦地質(zhì)工作．(E—mail)chengyue2180@yahoo．eom．cn山西焦煤科技2011年第12期揮噴射混凝土的作用。同時(shí)網(wǎng)使圍巖表面破碎圈完噴平行穿插作業(yè)，使煤壁暴露風(fēng)化時(shí)間減小，確保頂整化，使噴層平整均勻，增加抗彎、抗剪能力，并具有板安全。較高柔性和較大的允許變形量。支護(hù)系統(tǒng)的材料為2．3提高施工質(zhì)量冷拔鋼絲

6、網(wǎng)(一般規(guī)格100mmx100mm)，等強(qiáng)度圓針對(duì)上述施工環(huán)節(jié)存在質(zhì)量管理方面的問(wèn)題，制鋼錨桿(根據(jù)實(shí)際的煤層條件用相應(yīng)的公式選取)，定下列措施：混凝土(按照煤礦實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和巷道圍巖的穩(wěn)定性、巷1)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙上對(duì)斷面尺寸的要求進(jìn)行道跨度及巷道的服務(wù)年限，噴厚一般為100mm，分期施工。打眼前，首先按照腰線(xiàn)、中線(xiàn)嚴(yán)格檢查巷道斷次噴射，初噴大約40mm左右，復(fù)噴使總噴厚達(dá)到面規(guī)格，不符合作業(yè)規(guī)程要求的必須先進(jìn)行處理，打100mm)。本文介紹按懸吊理論計(jì)算錨桿參數(shù)：眼前需進(jìn)行敲幫問(wèn)頂工作，仔細(xì)檢查頂幫的圍巖情1)錨桿長(zhǎng)度計(jì)算：況，除掉活矸、危矸，做好臨時(shí)支護(hù)，在確認(rèn)安全后開(kāi)L=KH+1+，J2始

7、施工，做到巷道成形圓滑、規(guī)則、平整。式中：2)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)程所要求的巷道支護(hù)系統(tǒng)參卜錨桿長(zhǎng)度，m；數(shù)進(jìn)行施工：冒落拱高度，m；a)打錨桿孔。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范明確錨桿的問(wèn)一安全系數(shù)，一般取2；排距，安設(shè)打孔位置，錨桿眼位置誤差不得超過(guò)100。一錨桿錨人穩(wěn)定巖層的深度，m，一般取0．4；mm，確定錨桿孔數(shù)量，錨桿孔需垂直于巷道斷面的切一錨桿在巷道中的外露長(zhǎng)度，m，一般取0．1。線(xiàn)方向，錨桿眼方向誤差