摘要:近年来,由于经济的快速发展,社会生产生活对煤炭的需求量越来越高,同时也给煤炭生产和开采提出了更高的要求。在煤层开采中,部分煤层存在伪顶现象,虽然巷道支护很成功,但受到采动的影响,巷道锚杆多数都已失效,造成煤巷冒落,直接威胁着煤层开采和生产人员的生命财产安全。为确保煤矿开采工作顺利进行,通过锚杆锚索对煤层沿空留巷进行支护,从而提高生产效率,促进煤矿企业健康发展。
引言
沿空留巷技术是目前煤矿生产、开采以及支护中十分先进、应用最广泛的一项技术,主要包括采后充填技术和留设煤柱技术等。近年来,我国科学技术日新月异,给煤矿开采技术的发展带来了新的机遇,锚杆锚索支护技术应运而生,在沿空留巷上发挥了巨大的作用,进一步完善和丰富了沿空留巷技术,为煤矿企业带来了较大的经济效益和社会效益。笔者结合自身工作实践经验,对锚杆锚索支护方式和技术进行了简单分析,并使其应用在煤层沿空留巷上,取得了不错的实践效果。
1工作面概况
平煤六矿某回采工作面走向长1500m,倾斜长215m,煤层采高2.2m,倾角8°。该地区煤层层节理发育,直接顶为灰色砂岩,层理发育厚度为5.0m。原煤巷采用石墙护巷技术,且石墙宽3m,打贴帮柱架棚子支护。由于留巷后巷道受到一些不利因素的影响,使其出现了严重的变形、顶板下沉、底鼓等现象,严重威胁着煤巷中工作人员的安全,不利于煤矿生产工作顺利进行。因此必须对其进行维修和支护。
2锚杆锚索在沿空留巷中的支护原理
结合煤矿山体压力中煤层顶板板块原理的假说,根据煤层开采和生产实际情况,发现顶板悬臂梁逐渐成为了锚杆锚索在煤层沿空留巷的支护原理。在进行煤层开采过程中,采后留巷呈现悬臂状态,原本支撑煤层的力量仅仅由石墙提供,另外就是一个下帮实体煤柱。在煤矿实际开采和生产过程中,由于下帮三角被破坏使得支接顶和伪顶,因此另一个支撑点需要用锚杆或锚索代替。在这个理论研究背景下,在不冒落的老顶上直接使用锚索或者锚杆,并通过其30t的预应力将直接顶吊住,使其形成一个悬吊支撑点,这样大大减少了顶板下沉量,有利于维护开采后煤层留巷道的空间,避免了其受到破坏,从而确保煤矿生产和开采的安全性,提高开采效率。
3锚杆锚索支护在沿空留巷中的应用
3.1锚杆锚索各项参数的确定在煤矿生产过程中,取消采后留空的石墙与煤柱支护,逐步采用锚杆锚索支护技术,打破传统旧形式的护巷理论,提高煤层与围岩的稳定性和安全性,帮助采煤队控制好围岩变形,有利于对沿空留巷空间的维护,从而确保煤矿生产和掘进工作顺利进行。为促进锚杆锚索支护技术在沿空留巷中顺利实施,就必须合理的确定其各方面的参数,从而使其在老顶中真正起到悬吊支撑点的作用。根据煤矿工业部制定的相关规程,其冒落带最大高度按公式计算为:
H=M/(K-1)cosα=2.2(1.4-1)*cos18°=5.78m
其中M代表煤层采高高度;K代表冒落岩碎胀系数,此处取1.4;α代表煤层倾角。在支护锚固方式中,锚杆和锚索的锚固方式均采用高强树脂进行锚固,因此在实践中,应结合施工机械设备的情况,对锚杆锚固的工作特点全面了解和掌控,从而确保更好的锚固效果,往往锚索锚固的长度控制在0.6-1.0m范围内。
3.2锚杆锚索在沿空留巷的施工方法①采后留巷采用双排锚索支护,将排间距设置为1.0m,锚杆或者锚索走向钢带布置,上帮深8.0m,下帮深6.0m。②在锚索或锚杆上帮打一排单体液压支柱,控制其排间距为0.5m,以便辅助切顶,在工作面不断前进的环境下,单体液压支柱保留长度应控制在60.0m。③在上帮两单体中间打一木桩挡矸,避免矸石进行巷道,影响煤矿正常开展工作。④在锚索或者锚杆上帮1.0m外打挑顶眼进行挑顶,且挑顶眼深度为2.0m,长度为5.0m,眼距为1.0m。⑤在煤层中打设挑灯眼时,为避免煤层工作面岩石下滑给工人人身安全造成危害,应在回柱后放顶,使可能下滑的岩石形成一条矸石带,从而有效的避免岩石下滑带来的危害。
3.3锚杆锚索支护的作用①从经济技术指标来看,石墙或者煤柱对巷道进行支护每延米需要近1500元,而锚杆锚索支护每延米只需要700元,整整节约了一半以上的成本。在采用木支护时,由于其工程性能存在一定的缺陷,造成支护期间的翻修,需要重新挖掘新的巷道;但是在沿空留巷中应用锚杆锚索支护技术,不仅不会造成专门的翻修,同时其支护效果更加长久。②将锚杆锚索支护技术应用于煤层采后留巷中,从根本上解决了传统石墙支护工作量大、工作难等问题,使施工人员彻底从架木棚、码石墙等繁重的工作中解脱出来,大幅度的减少了工作量,提高了采煤队的生产效率,确保了生产安全。③采用锚杆锚索支护采后留巷,改变了以往支护技术制约生产的情况,加快了采煤面的推进速度,增加了煤矿生产量,为创造安全高效采煤环境奠定了基础。
4结束语
锚杆锚索支护技术逐渐取代了传统石墙支护形式,在煤层沿空留巷中取得了不错的应用效果。因此,煤矿企业应注重新技术的引进,重点发展锚杆锚索支护技术,为煤矿生产创造一个安全高效的环境,从而提高生产效率,使煤矿企业获得最大化经济效益和社会效益。
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