孤岛工作面回采巷道支护技术的一些探讨--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

孤岛工作面回采巷道支护技术的一些探讨

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年4月下作者：黄龙

[导读] 为了解决孤岛工作面回采过程中出现的两巷变形严重、工作面片帮，顶板的管理难度大、矿压力波动大等等一系列的问题。本文以东怀煤矿为例，利用检测到的数据进行分析，了解在锚网索支护技术以及加固机理的基础上所制定的回采巷道锚网索联合支护技术方案和支护参数，通过与实际应用的结合来进行分析。

广西东怀矿业有限责任公司黄龙 533000

【摘要】为了解决孤岛工作面回采过程中出现的两巷变形严重、工作面片帮，顶板的管理难度大、矿压力波动大等等一系列的问题。本文以东怀煤矿为例，利用检测到的数据进行分析，了解在锚网索支护技术以及加固机理的基础上所制定的回采巷道锚网索联合支护技术方案和支护参数，通过与实际应用的结合来进行分析。
【关键词】孤岛工作；锚网索支护技术；支护技术
        引言：
        由于孤岛工作面经常受到附近采空区采动的影响，这对巷道的压力有非常大的影响，这就导致巷道的维护异常困难。孤岛开采以广西东怀矿业有限责任公司东怀煤矿一号井为例，可以通过锚网索联合支护技术来有效的控制工作面回采巷道采空压力带来的危害，保障安全高效生产。
        1. 孤岛工作面的开采
        1.1孤岛工作面回采的危害
        孤岛工作面开采的一个重要的点便是工作面从不同方向传来的支撑压力，而且两巷以及两个端点还会受到采动以及两侧采空区应力的影响，这样也就导致了巷道围岩的松动会特别大、变形非常快，压力也会更为明显。在实际生产中，叠加压力致使的巷道变形加快，巷道支护失效，极大影响生产过程中人员及通风运输安全；在特殊的情况下，采场顶板结构是有可能失去稳定性的，这会导致工作面支架形成冲击载荷，如果严重的话会设备损坏，更有甚者造成整个通风系统的混乱。
        1.2针对性解决措施
        第一，加强应力监测，弄清楚应力的分布情况，及时发现异常并且要及时进行加固及卸压措施。
        第二，超前对工作面上巷进行降底加固工作，以此来保证断面和人行通道的高度。
        第三，对加强生产环节管理，要确保工作面外围的系统运行稳定，增加对工作面设备的检查，保证开机率，尽最大可能的加快工作面的推进，减少采动压力。
        1.3安全技术措施
        （1）现场作业人员、安监员、瓦检员、管理人员等必须熟悉环境，认真学习现场操作安全技术措施。
        （2）加强巷道维护，加强巷道围岩观测，定时定点预报巷道来压情况。制定专门的巷道维护措施，超前对巷道变形区域进行刷帮降低，加强顶板及边帮加固。
        （3）要提高警惕性，工作人员在工作期间要做好自我保护和相互保护。
        （4）严格按作业规程要求进行退锚作业，超前支护距离不少于20米。保障轨道运输线路畅通。
        （5）工作面要保证采高高度，每班安排专人进行液压系统维护检修，支架初撑力不低于额定值的80%。顶板破碎片帮时，要及时超前移架，还要保证初撑力，手把要及时的调零，工作过程中，如若发现顶板出现滴水增大以及陷落、压力异常的情况时，要立刻停止作业，全员撤出并上报，等待处理措施。
        2.工作面回采巷道开采条件
        东怀煤矿13I08工作面位于三采区二阶段下山南翼，其西侧倾斜上方为13I07工作面采空区，东侧倾斜下方为13I09工作面采空区，北侧为采区三条下山巷道，开切眼距离回风下山882m。煤层的厚度大约是3.2m，直接顶三米的炭质泥岩。采用单一走向长臂采煤法，工作面长度150米。该工作面相邻工作面均已回采，故是13I08为孤岛工作面，采空压力对工作面回采巷道的影响特别严重。
        3.回采巷道围岩控制技术
        3.1支护形式
        锚网索联合支护方式的应用，是通过树脂锚固高强度锚杆、钢带以及大孔径预应力锚索等等支护技术，以此来提高巷道围岩强度，合理利用围岩的承载能力，形成配合承载结构，从而保证支护的有效性。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        3.2锚网索联合支护机理分析
        把高强度预应力锚杆用在巷道表面围岩内，在锚杆锚固定的作用下，会形成有一定强度和厚度的承受地压的“压力拱”，从而保证稳定性，达到控制破碎区围岩变形和破碎的目标。巷道的围岩强度、围岩结构和围岩应力都会因为锚杆支护而有良好的改善。
        3.3支护参数
        3.3.1锚索
        利用直径为21.8mm高强度低伸缩1×7标准型钢绞线组成的预应力锚索，长度是8000mm，锚固长度不低于2000m，锚索预应力不低于27Mpa。采用双排锚索进行顶板的支护加强，把顶板岩层的加固范围扩大，加强来压的时候巷道顶板的稳定性，每排锚杆打两根间距为1800mm的锚索；考虑到采空区和构造应力对巷道外帮的影响，巷道上帮采用单排锚索进行支护的加强，整体提高围岩的强度，上帮的锚杆每排打一根锚索，锚索倾角45°。
        3.3.2锚杆
        顶板锚杆选用Φ20×2500mm的全螺纹钢锚杆，间距900mm，排距900mm，破碎地段间排距为600mm，两帮锚杆选用Φ20×2000mm全螺纹钢锚杆，上帮从顶板往下600mm、1200mm、1200mm布置3排锚杆，间距900mm，下帮从顶板往下800mm、1400mm布置2排锚杆，间距900mm，每2排锚杆（即1.8米）打3根锚索，锚索长6000mm。顶板锚杆锚固力不少于80KN，扭力矩不少于150N.m；帮锚杆锚固力不少于60KN，扭力矩不少于100N.m；顶板破碎处加密锚索，规格另定；交叉口补打3-5条锚索加强支护。要求所布设的菱形金属网必须紧贴煤壁两帮，顶板菱形金属网长边垂直巷道中线铺设，边帮菱形金属网顺巷铺设，铺菱形金属网要到帮底，相邻菱形金属网必须对接，两层菱形金属网交接覆盖长度为200mm～500mm，并且两头都要绞紧扭接不少于一圈，对于局部脱顶应先按规定处理后，再补菱形金属网处理。
        3.4回采工艺
        13I08工作面采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落法控制顶板。工艺顺序：双滚筒采煤机割煤→刮板运输机运煤→液压支架支护顶板→推移刮板输送机。在顶板破碎时，先移架再推移刮板输送机。
        4.支护效果分析
        4.1应用情况
        为了了解掘进期间围岩变化情况，在研究联合支护技术对围岩变形的控制效果的时候，在这段巷道设置了多处观察点，定时观测巷道围岩变化情况。
        4.2技术经济效益
        应用锚网索联合支护有效减缓了巷道变形，巷道在回采过程中较常规支护成型好，能够满足各生产系统对巷道规格的基本要求。同时，后期巷道维护所需要的成本较低，只要进行超前降底维护，并且不影响巷道的正常使用。
        5.结论
        该项锚网索联合支护避免了巷道的多次修复，大大降低了后期巷道的维护成本。锚杆＋锚索＋钢带＋金属网联合支护的系统有效解决了采动影响孤岛工作面回采巷道的支护技术难题。在采动影响下基本保持巷道完整性，满足系统使用要求，实现了巷道支护“安全、快速、经济、有效”的目的，达到了非常有效的经济效益和社会效益。
【参考文献】
[1]张才浩.孤岛工作面沿空巷道支护技术的应用研究[J].内蒙古石油化工,2020,46(09):88-89.
[2]祁峰.孤岛工作面回采巷道围岩控制技术研究[J].水力采煤与管道运输,2019(03):76-78+81.
[3]段洋洋.孤岛工作面回采巷道围岩控制技术研究[J].西部探矿工程,2020,32(02):143-146.
[4]邵景柱.孤岛综放采场覆岩运动破坏特征和矿压显现研究[D ].沈阳:东北大学, 2003 : 82- 866.
[5]武益刚,霍晓林.孤岛工作面巷道支护技术研究[J].决策探索(中),2019(02):28-29.
[6]赵富贵.煤矿孤岛工作面回采巷道围岩控制技术研究[J].煤炭科技,2018(03):125-127.
作者简介：黄龙（1993-），男，壮族，广西田阳人，本科，助理工程师，主要从事煤矿采掘技术与现场管理工作。