基于高强锚杆复杂条件下的巷道快速支护技术

2015-09-15 102 0

   摘要:文章对高强锚杆支护技术的设计参数进行了分析,对施工设备和工艺程序进行了研究和实践。
 
  某煤矿5#煤层工作面位于矿井南翼采区,煤层赋存条件差、构造发育、顶板淋水,煤层厚度3.4m左右,裂隙发育、松软,煤体坚固系数0.8。煤层直接顶板为粉砂岩,厚度6.8m,其中夹有1~3层煤线,岩层松散破碎,易于风化受水浸泡极易膨胀坚固系数2.0。老顶为粉砂岩,硬度低。底板为粉砂岩,易于膨胀、底鼓。
 
  一、巷道支护设计参数
 
  巷道顶板支护采用高强螺纹钢锚杆与φ16mm圆钢焊接的钢筋梯子梁和φ6.5mm钢筋焊接的金属经纬网支护,高强锚杆φ22mm,长2200mm。锚杆采用SS2360、ZS2360树脂锚固剂各一根进行端锚,锚杆预紧力不小于80kN,锚杆间、排距为(800~900)mm×800mm,钢筋网用12#铁丝连接,间距为200mm。煤帮采用φ18mm圆钢锚杆与金属菱形网支护,圆钢锚杆长度2.4m,每根锚杆配用一卷ZS2360树脂锚固剂端锚,锚固预紧力不小于40kN,锚杆间、排距为700mm×800mm。锚索加固支护为顶板支护补强支护。锚索采用φ15.24mm低松弛钢铰线,长7000mm,采用1根CK2360、2根ZS2360树脂锚固剂端锚,外露长250~300mm,锚索预紧力不小于100kN,间排距为2000mm×(1600~2400)mm。

  二、施工设备与工艺
 
  施工中所使用的设备如表1所示。施工工序流程为:交接班→打眼→装药、连线、放炮→吹散炮烟→敲帮问顶→迎头清理运煤→临时支护→永久支护→延长刮板输送机→下一循环(或清理现场交接班)。
 
  掘进工作面组织“三八”制正规循环作业,检修在早班平行作业。循环进尺1600mm,2~3循环/班。
 
  三、现场施工管理及经验
 
  (一)加强循环管理,实现多工序平行作业
 
  掘进工作面的工艺循环中,除打眼、放炮工艺无法与支护工艺平行作业外,期间可平行安排向迎头运送支护材料,平行打、注、张拉锚索;平行处理上班遗留问题和本班上循环两帮工作;平行机电工检修刮板输送机、带式输送机及其他工具;支护顶板时,平行支护两帮、清理积货;交接班时间平行检修好风、水管路,平行二次预紧顶、帮锚杆。
 
  (二)优化工序配置,提高作业效率
 
  锚杆支护炮掘工作面占用时间长的工序主要是打眼、顶板支护。为缩短支护时间,在合理选择炮眼布置参数和支护参数的同时,保证多台机具打眼、多台支护机具同时平行作业,减小单机作业空间,提高单进速度。
 
  (三)改造后方运输系统,提高运输能力
 
  运输系统由绞车运输改造为刮板输送机、带式输送机运输,这样可以提高运输能力。运输系统采用SGD-22型刮板输送机跟头,后部搭接B650型带式输送机。每掘进100m延长一次带式输送机,迎头出货通过SGD-22型刮板输送机、B650型带式输送机直接进入采区煤仓。
 
  (四)材料设备配件定额管理
 
  支护材料及备用设备、配件距掘进工作面不超过100m,确保使用、更换方便,减少影响生产时间。供应部门设备、配件准备及时,支护材料供应充足,保证领用。
 
  (五)科学合理地选择锚杆、锚索的支护参数
 
  理想的支护效果,必须有科学合理的支护参数。锚杆支护密度太小,造成支护强度过低,易出现事故;密度太大,势必造成支护时间长、生产成本高。结合经验及实际,顶板锚杆支护密度为1.6~1.78根/m2,帮锚杆支护密度为1.95根/m2,
 
  同时根据煤层及其顶板情况确定锚索支护密度为0.175~0.194根/m2。根据现场实际,掘进工作面在复杂条件下,支护参数选择为:顶锚杆间排距为(800~900)mm×800mm;帮锚杆间排距为700mm×800mm;锚索间排距为2000mm×(1600~2400)mm。
 
  (六)保证支护强度,降低返修率
 
  保证支护强度是实现掘进工作面快速掘进的关键,要保证支护强度,必须抓好顶帮锚杆的预紧和铺联网工作。云驾岭矿规定锚网支护巷道废除手动扳手,顶锚杆预紧必须用钻机紧固,并用BK30型气动扳手检查,保证预紧力不低于100kN;帮锚杆必须用BK30型气动扳手紧固,保证预紧力不低于40kN,联网丝扣间距不得大于200mm,必须拧紧,不得松动。
 
  四、结论
 
  复杂条件煤层巷道锚杆支护的实现具有重要的实践意义。通过科学合理地选择锚杆、锚索的支护参数,优化工序配置,极大地提高了作业效率,保证了施工安全可靠,值得在具有相似地质和施工条件的矿区借鉴和应用。
 
  

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