浅析童亭矿“三软”、“两高”煤巷的锚杆支护

浅析童亭矿“三软”、“两高”煤巷的锚杆支护 9222002卷年淮南工业学院学JOURNAL OF HUAINAN INSTITUTE报OF TECHNOLOGY Vol. 22 Supplement AUG. 2002 浅析童亭矿“三软”、“两高”煤巷的锚杆支护徐泽权 (淮北矿业集团童亭矿，安徽淮北 235137) k 摘要:详细介绍了童辛矿“三软”、“两高”煤巷描杆支护的工作过程，并对该项技术的经济效益作了分析。关键词中图分...

9222002卷年淮南工业学院学JOURNAL OF HUAINAN INSTITUTE报OF TECHNOLOGY Vol. 22 Supplement AUG. 2002 浅析童亭矿“三软”、“两高”煤巷的锚杆支护徐泽权 (淮北矿业集团童亭矿，安徽淮北 235137) k 摘要:详细介绍了童辛矿“三软”、“两高”煤巷描杆支护的工作过程，并对该项技术的经济效益作了分析。关键词中图分霆{Tft;锚杆支护;童亭矿D353-6 文献标识码:A 文章编号:1671-0932(2002)SO-0285-02 1 引言童亭矿位于安徽省淮北市滩溪县境内，北距淮北市约45 km，东距宿州市约32 km。矿井有三组可采煤层，包括上煤组、中煤组、下煤组。随着上煤组3煤层三二、三四采区的报废，采场逐渐转移到中煤组的7,8煤层。 7,8煤层是典型的“三软”、“两高”煤层，即顶板软、底板软、煤层软、高地压、高瓦斯。在以往的生产中，对于“三软”、“两高”煤层也采用传统的架棚支护的方法，这种方法给巷道的掘进准备和工作面的回采都带来了相当多的困难。具体表现在:巷道掘进过程中压力大，支架变形，断面缩小，前掘后修，单进低，投人增加;在回采过程中，巷道变形严重，有效断面减少，增加两巷的回棚工作t.工作面端头管理困难，给回采带来了难度，造成单产低，成本高。因此，采用适合于“三软”、“两高”煤层的支护方法十分重要。近年来，煤巷的锚杆支护在相邻矿井以及在童亭矿都有推广应用，并取得了一定的成效，但是在“三软”、“两高”煤层中采用锚杆支护还尚属首次。分析、总结、推广在此类煤层中如何采用锚杆支护新技术，是一项有意义的工作。 2 工作过程为了分析、总结、推广在“三软”、“两高”煤层中如何采用锚杆支护新技术，把整个工作过程分为三个阶段，即:准备阶段、试验阶段和应用阶段，各个阶段上下衔接，环环相扣. 2.1 准备阶段首先到已经采用锚杆支护的相邻矿井考察学习，主要考察采用锚杆支护的地质条件、施工机具、施工队伍等。针对童亭矿实际，分析了地质条件的适应性.购买施工机具，加强人员培训等。其次，派技术人员参加“锚杆支护培训班”，研修《支护手册》、《软岩巷支护技术》、‘煤巷锚杆支护》、《煤炭科学技术》等书籍。与科研单位合作，研究复杂条件下煤层的锚杆支护问题. 2.2 试验阶段在82采区726工作面机巷进行试验。在试用时，增加了巷道宽度，用预留位移t来满足生产所需的空间断面，但在试用过程中发现了以下问题: ①施工的巷道在5-10 d后，顶板下沉量达100 mm，两帮的位移量达200-250 mm，巷道底鼓严重，达不到设计要求，不能满足使用;②部分地段顶板的田岩易离层、脱落，使锚杆失效，达不到支护效果;③巷道上帮易片帮、抽空，造成空顶、空帮面积大;④工作效率低下。经过分析，认为造成以上间题的原因是:顶板软弱的煤层巷道在掘进初期就形成了松动围岩压力，然后巷道围岩继续位移，挤压支架，软弱顶板的松动、围岩压力与巷道跨度成正比关系，即跨度增大了，围岩的压力增大。根据这一原理，结合童亭矿实际，修正了以前用增加巷道宽度、预留位移量来满足生产所需的空间断面的认识。巷道的压力大，收稿日期 2002-08-05 285 淮南工业学院学报 2002年第22卷必须通过加强支护，缩小锚杆间排距，增加锚杆支护密度来控制帮顶位移;在“三软”、“两高”煤层中采用锚杆支护技术的关键是解决锚杆在软弱岩层围岩损伤过程中锚固力丧失的问题，应实现强初锚力、急增阻、高阻力，使锚杆的实际工作特性与顶板岩层的自承特性协调一致，在顶板产生较小的下沉或离层之前，就充分发挥锚杆的支护阻力和顶板岩层的自承力，即顶板原岩强度还没有被破坏以前，锚杆就具备了足够的锚固力，这时锚固后的顶板岩层结合强度要比原始强度高得多，以达到维持顶板的完整性，控制顶板下沉量的目的。根据以上分析，改进了试验方法。首先:修改了支护设计，重点是加强锚杆的支护密度，间排距由原来的1 000 mm X 1 000 mm缩小为800 mm X 900 mm;同时增加锚杆杆体直径.由4>18 mm X 2 000 mm增加到020 mm X 2 000 mm;每帮原使用的竹锚杆改为金属锚杆体(4518 mm X1 800 mm), 加强帮锚固;其次，改进施工工艺，在施工中采用预留岩煤层，周边眼距轮廓线预留300-400 mm，若煤体松软情况下，可不放炮，采用风铺掘进，减少展动对围岩的破坏，有效控制帮顶;再次，锚杆的安装工艺对锚固能力影响很大，不良的安装工艺可使锚杆的锚固力丧失殆尽.在安装锚杆时采用打眼安装一体化，解决两方面的问题:(1)锚固剂没有硬化的间题,(2)锚固剂硬化后锚固力被破坏的问题.最后，针对软弱顶板特点和强初锚的要求，实现端部快凝，杆体中凝.利用凝固时间差来实现预应力的全长树脂锚固，从根本上解决了离层、，顶折片帮等问题。 2.3 应用阶段通过反复试验、优化，找到了适合726机巷支护的参数，即采用020 mm直径建筑螺纹钢锚杆，长度为2.0m，间距为700 mm,排距为900 mm,帮采用金属普通锚杆018 mm X 1 800 mm，并辅以 014 mm圆钢梯子梁、金属网，锚固剂选用22360 全长锚固，这些参数的实施，有效地控制了帮顶位移量，顶板离层、片帮等问题，起到了有效的支护，减少了维护改造时间，提高了单进，由原来的100 m/月，提高到120 m/月，提高20%左右。 3 经济效益分析目前，童亭矿在“三软”、“两高”煤层中采用锚杆支护已初见成效。经过初步测算，经济效益有明显提高。 3.1 直接经济效益锚杆支护每米巷道比架棚支护每米巷道节约资金约15。元左右，按每年3 000 m进尺来算，一年可节约45万元。 3.2 间接经济效益 (1)提高了掘进单进20%，同时减少了施工队伍的人数。 (2)煤巷锚杆支护大大改善了回采工作面的作业环境，简化了工作面出口及两巷的管理，为工作面高产高效创造了有利条件，工作面单产也提高了20%左右. 4 结语童亭矿“三软”、“两高”煤层采用锚杆支护替换了传统的架拥支护.有着明显的优越性。该项技术确保了工作面在安全的前提下高产离效，对矿井乃至整个矿区类似煤层的掘进具有重要借鉴意义。参考文献: 阎秀璋.煤矿地质学〔M〕.徐州:中国矿业大学出版社，1993. 龙荣生.矿井地质学〔M〕.北京:煤炭工业出版社， 1991. 李通林，谭学术，刘传伟.矿山岩石力学Iml.重庆:重庆大学出版社，1991. ? ? ??? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? 286

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