摘要:本文介绍在鹤煤中泰矿业33051工作面上顺槽回采侧和切眼回采侧应用玻璃钢锚杆支护,可使工作面回采时用采煤机直接破玻璃钢锚杆支护的煤体,提高了玻璃钢锚杆支护在煤巷工作面应用的新方法和新工艺,有效提升了回采效率,保证了矿井接替,实现了矿井安全、高效生产。
1矿井概况
河南煤化公司鹤煤集团中泰矿业有限公司是经过两次改扩建生产能力已经达到150万吨的矿井。33051工作面位于我矿三水平一采区,切眼设计长度150m,上顺槽设计长度560m,沿煤层顶板布置。
33051切眼及上顺槽所掘进的是山西组二1煤层,该煤层为我矿的主要可采煤层,厚度大且稳定,稳定性为一类。煤质牌号为瘦煤,以亮煤为主,玻璃光泽,易破碎,硬度0.8~1.5。灰分平均14.25%,挥发分14.27%,水分平均1.4%。胶质层厚K=8~29.5mm,Y=0~5.5mm,全硫含量为≤0.3%,真相对密度平均1.4T/m3,发热量为29.2MJ/KJ。地面标高+205.2m~+218.8m,二1煤底板标高-430m~-470m,埋藏深度575m~710.5m。
33051切眼及上顺槽煤层产状:走向为NW323°~345°,倾向NE53°~75°,倾角11°~17°。根据33051上顺槽下段揭露煤厚,31021切眼及中切眼煤厚平均为8m,煤层结构5.9(0.3)2.1m。煤层结构较复杂,含夹矸2~3层。其中煤层下部有一层0.3m左右的夹矸比较稳定,距煤底2.1m。
2矿井支护情况现状
目前,鹤煤中泰矿业有限公司煤巷掘进支护为U型棚、工字钢
棚、锚网。顶板巷支护为锚网支护,使用金属树脂锚杆,规格为:巷道宽×高=3.8m×2.4m、锚杆规格为:L2m、Φ20mm金属树脂锚杆。传统的树脂锚杆支护重量大,运输不方便且效果不好,安全可靠程度不高,煤巷工作面生产能力难以有效发挥。经反复研究决定,为了适应高产高效,中泰公司将玻璃钢锚杆支护引入33051工作面中切眼及切眼回采侧使用玻璃钢锚杆支护,以安全经济的方法进行巷道支护,保证安全高效生产。
3玻璃钢锚杆
3.1玻璃钢锚杆的主要性能
近年来,由于煤矿锚杆支护的需求,特别是高瓦斯矿井采准巷道煤帮支护对玻璃钢锚杆的需求,大多煤矿采用玻璃钢锚杆。玻璃钢锚杆杆体一般为整体式结构,具有良好的切割性能,用于压力不大、煤层比较完整的回采巷道进行巷帮支护,以解决金属锚杆不能用采煤机切割的问题。同时在综采工作面开切眼前煤墙、掘进工作面封帮等情况下,由于巷道服务时间短也被广泛采用。
3.2玻璃钢锚杆的优点
玻璃钢锚杆支护技术是通过锚入围岩(煤)内部的锚杆改变围岩本身的力学状态在巷道周围形成一个整体而又稳定的岩石(煤)带,利用锚杆与围岩(煤)的共同作用,达到维护巷道稳定的目的,它是一种积极防御的主动支护方式。目前,玻璃钢锚杆支护技术已经在大多煤矿支护上得到了广泛的应用。由于玻璃钢锚杆支护技术的推广及其自身的优越性,已成为目前巷道支护的主要支护方式,它与锚索等配合使用,形成了多种支护方式。为使矿井支护技术的创新,一味的传统U型棚、工字钢棚、锚网等已满足不了现代煤矿矿井支护技术的需求,因此,根据鹤煤中泰矿业的地质构造及水文地质情况,结合实际条件,采用了较先进玻璃钢锚杆支护技术。
4玻璃钢锚杆支护施工工艺
4.1玻璃钢锚杆支护施工工艺流程
4.2打锚杆眼应遵循要点
1、打眼前要敲帮(窝头煤层)问顶,撬除活煤石聋块,保证安全。
2、根据设计检查巷道规格质量并使其符合设计要求。
3、用巷道中腰线和锚杆间排距定出锚杆眼位,找平接触面做出标记。间排距误差要符合设计标准。
4、锚杆眼应尽量与层面或主要裂隙面成直角布置,偏差不得超过15°。
5、采用长短钎打眼,以保证锚杆眼的方向在一个平面上。
6、预量钎杆长,在钎杆上作出标记,以便掌握打眼深度。
7、打锚杆眼时,工作人员要站在安全地点,钻机前严禁站人防断钎伤人。
4.3风钻操作顺序
1、操作中听到有不正常响声应立即停止钻进,找出原因并排除。
2、在操作风钻期间当钻卡住时,应停止推进,松开操作把手,将钻杆稍往后提然后继续操作。
3、使用完毕应妥善放置在不易进入粉尘的地方,防止杂物堵塞。并进行维护保养。
4.4玻璃钢锚杆安装
1、安装前,必须检查巷道规格,锚杆眼方位、眼距、排距,锚杆各部件等是否符合要求。
2、安装前,要检查眼的深度、平直度,眼深度应小于锚杆长度30~50mm。
3、安装前,锚杆眼应用扫眼器将眼内的煤粉清除干净。
4、安装前,应检查锚固剂型号颜色和手感是否柔软,如有硬化、结块、破裂、变质等异常现象,严禁使用。
5、安装时,先将连套拧在杆体尾部螺丝上,用杆体量准眼深划好记号,再用杆体将锚固剂缓慢送入眼底,然后启动搅拌器,逆时针旋转,缓推猛搅,逐渐将杆体送到眼底,搅拌时间Z型为30秒,K型为20秒,不得在锚固剂未送到眼底的情况下开动搅拌器,以防锚固剂集中不到眼底,失去锚固力。
6、搅拌完后立即在眼口将杆件楔牢防止固化期间杆体发生位移,保证固化后,锚杆与孔壁之间产生良好的粘结效果。
7、上托板时间:搅拌后15分钟(如温度变化,可按现场具体情况 确定上托板时间),托板必须紧贴岩面,紧固螺丝必须拧紧,严防松动,杆体尾部螺纹部分外露长度不大于50mm。
8、巷道顶部较高,安树脂锚杆前,要搭牢固的脚手架,同时窝头运输机严禁运转。
9、安装、搬运过程中,严防锚固剂中固化剂(白色)接触损坏眼睛,如不慎接触,要马上用清水冲洗干净。以防腐蚀损坏眼睛。
10、破损的锚固药卷应及时处理,装矸石矿车运到地面矸石堆。
11、必须用箱装运锚固剂,装运过程中,必须轻拿轻放,箱子要直立,堆码整齐,严禁碰、摔打、挤压,以防锚固剂破裂失效。
5经济效果分析
玻璃钢锚杆重量轻,施工工艺简便,使用煤巷玻璃钢锚杆代替金属树枝锚杆,提高了对巷道支护压力的稳定的效果和煤巷单进水平,降低了煤巷支护成本、减轻了职工劳动强度。通过在鹤煤中泰公司33051工作面上顺槽及切眼使用玻璃钢锚杆支护,进一步提高了煤巷掘进工效,使鹤煤中泰公司的煤巷掘进单进提高10m/月。掌握煤巷玻璃钢锚杆支护工艺和玻璃钢锚杆支护巷道顶板管理技术,对玻璃钢锚杆支护在鹤煤中泰公司的地质条件下施工所遇到的煤质变软、巷道压力增大、过地质构造带等特殊环境下施工时的技术管理和现场管理作出总结,从掘进巷道的安全施工、提高资源回收率、降低煤巷支护成本和实现安全高效等方面,是一种行之有效的支护技术方法。为玻璃钢锚杆支护工艺在鹤煤中泰公司的进一步推广奠定基础,逐步在鹤煤中泰公司实现煤巷全部采用玻璃钢锚杆支护技术。
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