摘要:介绍了锚杆支护技术在综采工作面收尾出架通道中的应用,并制定了具体的施工方法和技术措施
综采工作面收尾搬家出架空间的维护传统上都是使用方木梁支护,不仅支护强度较差、而且成本费用较高。自2002年以来,六矿采用搬家空间锚杆支护技术,取得了良好的效果。
1工作面概况
戊8-22190工作面位于六矿二水平戊二下山采区,煤层厚度平均2.2m,倾角10°。走向1100m,倾斜180m,可采储量59.4万吨。直接顶为粉砂岩,厚3.6~5.0m;老顶为细砂岩,厚1.7~3.3m;直接顶初次垮落步距10~15m,老顶初次来压步距15~28m,老顶周期来压步距10~15m。
工作面为一次采全高,使用设备主要有:MGTY250/600-1.1D采煤机,ZY5000-1.4/3.0掩护式液压支架(120组),SGZ-764/500双中链框架式刮板输送机,SZZ-764/200桥式转载机。
2支护方案设计
由于综采工作面收尾工艺中的出架空间相当于开一条煤巷、根据已有的航道支护经验,我们在综采工作面收尾出架空间用锚杆支护取代原木棚支护。具体设计如下:
2.1顶板锚杆。
锚杆长度:L=L1+B+L2=100+1500+400=2000(mm),锚杆长度加长至2.2米。
式中L1——锚杆外露长度,取100mm;
L2——锚杆伸入稳定岩层的长度,取400mm;
B——顶板岩层松动范围,经测定及计算,取1500mm
锚杆直径:选φ20螺纹钢锚杆,锚杆间排距:综合各种因数分析,根据经验,先确定锚杆间排距为750×700mm(详见下图),再对各参数进行考核计算。每根锚杆所支护的顶板岩石重量为Q=25×3.6×1.4×0.7÷5=17.64(KN)
安全系数K为:
K=Q/q=36/17.6=2.8(满足要求),
式中Q——锚杆设计锚固力,取36KN;
q——每根锚杆所担负的松动岩石重量;
K——安全系数。
2.2出架空间煤壁支护采用管缝式锚杆。由于出架空间使用期较短,故可选用φ40mm管缝锚杆作为外帮锚杆,长度1800mm,间排距800×800mm。每根帮锚杆锚固力为15KN,略大于煤帮侧压14KN。
2.3锚网的选择在综采工作面收尾支护工艺中金属网主要起托顶和防止破碎顶板冒落的作用;钢丝绳主要为托金属网,防止金属网烂和顶板冒落,并在综采支架回撤后打上顶柱可保证有效的通风断面。所以在综采工作面收尾支护工艺中金属网和钢丝绳仍按原支护形式使用。
2.4机尾抹角支护机尾抹角是综采工作面支架回撤时,机尾专设的转弯通道,其支护工艺仍采用锚杆、锚网支护,锚杆间排距与采面基本支护相同,但由于该处断面大,为安全起见,我们在锚网支护下架设“一梁两柱”金属钢梁棚子支护。
3施工工艺要求
3.1采面停采前,将采面支架顺直,采高适中,达到2.8m。
3.2出架空间用采煤机割煤作出,施工工艺顺序为:落煤→推溜→临时支护→打锚杆眼→安装锚杆→铺(挂)网→锚杆质量检测→移锚杆机→下循环。
3.3每架打眼两行,分别距支架中心线0.38m;每行打眼3个,分别距支架梁端0.2m、0.9m、1.6m(如图a)。
3.4锚杆安装:锚杆的安装包括装锚固剂、插入锚杆、搅拌药卷和紧固螺母。保证锚杆孔的质量,锚杆构件质量,药卷质量。同时要求严格控制药卷的搅拌时间为30秒±5秒,药卷的搅拌过程应连续进行,中途不得间断。
3.5严格控制控顶距不大于1200mm,保证在2小时内安装完顶锚杆,坚持使用好临时支护。
4施工管理要求
4.1成立以生产矿长、采煤矿长为组长,采煤副总为副组长的锚杆支护管理小组,采煤区(科)长及施工单位队长、书记、技术员为领导小组成员。
4.2采煤区设立锚杆支护管理小组,设3~4人专职人员进行锚杆支护工作监督管理,明确管理责任制。
4.3采煤区及采煤队人员要经培训合格,并到开掘单位现场实习熟练后方准上岗作业。
4.4加强锚杆支护质量的监督检查,如发现锚杆失效、破坏时,要及时补打点柱,重新打锚杆,如出现顶板离层、整体下沉或破碎带、断层附近锚杆抗力不够时,及时加套棚支护。
4.5采煤队建立专门的质量验收制度,每道工序明确奖罚制度,并建立健全各种原始资料记录,对存在的重大安全隐患要及时停产整改,确保施工质量。
5结论
5.1锚杆支护技术在综采工作面收尾工艺中的应用是锚杆支护技术实践应用上的又一次创新,具有广泛的推广应用价值。它既简化了工作面收尾工艺过程,又节约了坑木、金属网、钢丝绳等大量材料费用,减少了坑木扛运等大量笨重劳动,降低了工人劳动强度,提高了工作效率。而且由于使用两台钻机同时作业,与原收尾工艺相比节约工期近两天。
5.2在综采工作面收尾工艺中使用锚杆支护技术,与原架木棚支护工艺相比安全性高。工作面收尾期间,支架端面距小,顶板易于控制;支架回撤期间,高度比木棚支护平均高300mm,避免了支架回撤时经常出现的压死支架现象,保证了安全生产。
5.3在综采工作面收尾工艺中使用锚杆支护技术,与原架木棚支护工艺相比,保证了有效的通风通道和断面,避免了支架回撤时经常出现的高温和上隅角瓦斯超限现象,改善了支架回撤期间的安全状况和作业环境。
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