大采高综采工作面切眼大断面支护技术
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大断面综采的切眼支护技术要点摘要:本文简单了解了大断面综采的切眼支护的设计方法,并且针对大断面综采的切眼支护技术要点进行了分析,提出了该技术应用的优越性。
关键词:大断面综采切眼支护技术要点分析设计方法传统的综采切眼掘进支护方法,其支护方式以木棚支护为主,采用的是梯形断面,这种方式不仅劳动强度大,而且施工进度较慢,材料消耗大,人工费用较高,而且还具有一定的危险性。
因此,对大断面综采的切眼支护技术探讨有其必要性。
一、大断面综采的切眼支护的设计方法大断面综采的切眼支护的设计,要结合围岩复杂、多样的特点,加强对现场的调查,并且要与科研院所合作,采用地质力学评估、初始设计、井下监测和信息反馈、修正设计和日常监测的动态信息设计方法。
此外,还必须结合地形、地质、水文等条件,本着节约用地的原则,选择合理的断面形式,以满足行车顺适、工程经济、路基稳定且便于施工和养护的要求。
一般而言,现场调查主要包括以下内容:围岩强度、围岩结构、地应力以及锚固性能测试等。
在实际工作中,要以现场调查内容为基础,做好围岩的分类,有效进行地质力学评估,提高数据信息的准确信,保证初始设计的可靠性。
在初始设计时,通过数值计算,结合自己以往的经验,为现场调查的相关参数为参考依据,合理设计。
由于其设计要实施要井下,必须要加强动态监测,如:锚杆的受力情况、围岩的位移情况等,加强对监测结果的验证,便于初始设计的及时修正。
与此同时,在工程投入正常施工后,也要进行动态监测,主要目的就是为了保证巷道安全。
另外,还要结合城市道路的交通性质、地形条件以及近期与远期相结合的原则确定横断面组成和宽度,绘制横断面设计图。
城市道路的横断面设计图与公路横断面设计图的作用是相同的,其为指导施工和计算土石方数量有着重要的作用。
二、大断面综采的切眼支护技术要点分析1.工作面切眼的基本情况煤层厚度约为3.41m,直接顶为泥岩,厚度大致为1.26 m,极易破碎,其上为1.03 m的粉砂岩,之上为1.91 m的泥岩,同样也较易破碎,再上则为一层0.28 m的煤线,再上为2.38 m的泥页岩,非常破碎,之上是10.04 m的砂岩;老底为厚度为9.0 m的砂岩。
大断面综采切眼支护技术摘要:本文介绍了大断面综采切眼支护技术的原理、方法和应用场景。
首先,我们介绍了切眼支护技术的发展历史,并介绍了有关大断面综采切眼支护技术的基础知识。
接下来,我们论述了大断面综采切眼支护技术的数值模拟方法、切眼支护工程实施方案和切眼支护施工中的各种相关技术。
最后,我们总结了大断面综采切眼支护技术的优缺点,指出了应用未来展望。
关键词:大断面综采;切眼支护;工程技术;数值模拟;施工正文:大断面综采切眼支护技术是指对大断面综采中的切眼工作进行支护,实现支护边坡稳定的技术。
凭借“四位一体”的切眼支护综合技术手段,可以安全、稳定、有效地完成大断面综采面的切眼支护工程,提高支护质量。
大断面综采切眼支护技术通常可以采用3种方法:数值模拟方法;综合支护方案;和支护施工中的各种相关技术。
首先,数值模拟法是利用计算机仿真技术,根据物理特性,计算切眼的稳定性,进而确定合理的支护形式,因此以该方法为基础的大断面综采切眼支护技术能够精确地预测支护的稳定性。
其次,综合支护方案法是利用专业的综合设计软件,以边坡位移和稳定性为主要指标,综合考虑物理参数、支护结构形式、施工技术等因素,分析支护效果并设计支护方案。
最后,支护施工中的各种相关技术法包括支护时的爆破技术、隧道施工技术、支护技术、煤层气抽采技术等。
大断面综采切眼支护技术不仅可以确保切眼的稳定性,而且可以极大地降低生产成本和综采量,可以提高高效率,提升企业收益。
然而,由于支护施工的复杂性,必须有良好的施工管理制度和完善的安全措施,以保证支护施工的安全性和稳定性。
综上所述,大断面综采切眼支护技术在实际应用中具有重要作用,可以有效提高生产效率,但也存在安全风险,其应用前景必将受到关注。
随着技术的发展,现代大断面综采切眼支护技术已经越来越完善,并在较大的煤矿中得到广泛应用。
一方面,目前的切眼支护技术已经极大地减少了煤矿的支护破坏,从而使煤矿支护的安全性和可靠性得到了极大的改善;另一方面,高效率的切眼支护技术也可以极大地减少企业在生产过程中所投入的成本。
大断面综采工作面开切眼锚杆支护技术随着采煤技术和设备的不断升级,曹村矿开采深度的加大,2#煤实行了一次采全高综采技术,由于设备尺寸的加大,要求开切眼断面也必须增加,支护难度显著增加。
从曹村矿来看,以往在三采区9、10#煤合并开采中,顶板为坚硬稳定的K2灰岩,开切眼支护不是突出问题,但进入2#煤开采时,由高档变为综采,开采深度由+350水平至+220水年平,切眼大断面支护技术既是难点、又是重点,针对这一难题,曹村矿同与太原理工大学合作,在2-1025综采工作面开切眼大断面施工中探索采用了锚网梁索支护技术,并取得了成功经验。
1、开切眼布置及地质条件1.1布置方式:2-1025面开切眼沿2#煤顶板布置,沿煤层倾向送巷。
该面西邻2-1023工作面已采,南邻2-1027工作(面未),煤柱留设70米。
根据设备配套安装尺寸要求,设计开采眼为矩形,净宽5.5米,净宽3.0米,端头架、端尾架硐室尺寸为3×3米(长×宽),高度3.0米。
1.2地质条件:2#煤为复杂结构煤层,含三层夹石,其中第第二层夹石厚度变化比较大(0.1-0.3m,平均0.2m)。
2#煤层厚3.47~3.75m,.平均厚3.6m,煤层倾角6~8°,煤体平均单轴抗压强度为9.15MPa。
直接顶为灰黑色泥岩,节理发育,较破碎,其上部为灰色泥岩(或砂质泥岩)总厚度6.28m,单项抗压强度为13.2MPa,老顶为K8砂岩,厚层块状,坚硬,均厚8m,抗压强度为64MPa。
2#煤底板为黑色泥岩,细水平层理,厚4m,抗压强度为15.3MPa。
2、支护方案采用数值计算进行多方案比较,得出锚杆支护初步设计,采用树脂全锚锚杆、金属网,钢筋梁组合支护系统,并配铺索补强支护。
2.1顶极支护:采用2.5m长左旋螺纹钢锚杆与3.0m和2.6m长钢筋梁(横梁)支护,纵向梁采用1.8m梁井型联锁,并铺设3m×0.9m的菱形金属网。
树脂全长锚固,锚杆间距750~800mm,排距900mm。
大断面综采切眼支护技术随着我公司回采机械化水平的提高,掘进机械化也有了一定程度的发展,锚杆支护技术虽作为一项先进技术被推广应用,但在生产实践中,由于各种原因,应用范围比较小,尤其是在煤巷支护及顶板为煤顶方面。
我矿煤巷全锚支护在顺槽巷道和开拓准备巷道支护上都有不同程度的推广应用,但在综采面大切眼应用全锚支护技术尚属首例。
以往的综采大切眼均采用棚式支护或先按一较小断面掘进,待整个工作面形成系统后边刷大到设计断面边安装支架方式,针对综采22103工作面生产接续较为紧张,为保证工作面尽早投入回采,我公司在切眼施工期间提出了大断面切眼全断面一次掘进的施工技术方案.实施后取得了成功。
综采切眼全断面一次掘进锚杆支护设计方法,以22103综采工作面切眼锚杆支护为例,该切眼设计掘进宽度7.4米,掘进高度3.4米,矩形断面,倾斜长度170米,平均坡度16度,最大坡度19.5度,根据切眼实际情况,采用综掘机一次成巷,通过锚杆锚索钢带加单体液压支护增强支护对顶板组合支护方式,从安全、技术和经济三个方面分析综采切眼锚杆支护的优越性。
1、工作面顺槽地质情况:22103工作面回采2#煤层,2#煤层位于太原组上部,山西组底部K2砂岩之下,距K2平均约8.12m,赋煤区内总体南部厚北部薄,为可采煤层,煤层厚度3~5.4m,平均4.3m,含0-3层夹矸,局部有二合顶0.3米。
22103工作面煤层赋存较稳定,直接顶为砂质泥岩,厚度在1~5.4米,平均厚度3.2m老顶为K2砂岩,局部地段,直接顶以上3.5米有一层1米左右泥岩,直接顶板抗压强度16.0~18.8 MPa,平均17.2 MPa,属于不稳定顶板;老顶抗压强度33.0~36.8 MPa,平均34.0 MPa,属于中等稳定顶板底板为砂质泥岩,地层岩石多为泥岩、泥质页岩、砂岩、层理、节理较发育,小型断层为主要构造形式。
属典型的软岩矿区。
经过不断探索,公司在软岩矿区由煤巷小断面锚杆支护技术发展到综采切眼大断面锚杆支护技术。
综采开切眼大断面锚网支护技术探讨讲解一、技术原理综采开切眼大断面锚网支护技术是指在采场开切眼大断面时,利用预埋锚杆和钢丝网构成锚网,将其与煤墙结合起来,形成一道稳定的支护体系。
这种支护技术能够有效地防止煤墙的垮落和冒顶,并能够抵抗地压力的作用,保障采矿工作的正常进行。
二、技术步骤1. 预埋锚杆的安装:在采场开切眼大断面之前,先在煤墙中预先孔钻孔,并安装预埋锚杆。
预埋锚杆的安装需要根据岩层的情况和设计要求进行合理选择,一般为直径32mm的螺纹钢。
在钻孔时需要注意孔眼的直径和深度,保证锚杆能够牢固地嵌入煤墙中。
2.钢丝网的安装:在预埋锚杆安装完成后,将钢丝网的两端分别固定在锚杆上,形成一道固定的网状结构。
钢丝网的选择要根据采场的实际情况和需要考虑,通常可以选择钢丝网的网眼大小和拉力强度进行适当的调整。
3.锚网与煤墙的结合:将锚网与煤墙结合时,需要采用专门的装置进行固定,确保锚网能够紧密地贴合在煤墙上。
在操作时要严格遵守安全操作规程,避免安装过程中可能出现的危险和事故。
4.锚杆的固定:在安装完成锚网后,需要对锚杆进行固定,以保证其固定性和稳定性。
可以采用焊接、锤击和螺栓固定等方式,确保锚杆能够承受煤墙的压力和采矿活动的影响。
三、技术优势1.提高采场的稳定性:综采开切眼大断面锚网支护技术能够有效地增强采场的稳定性,防止煤墙的垮落和冒顶,减少事故的发生。
2.增加采场的安全性:锚网支护技术能够有效地抵抗地压力,减少煤尘的产生,增加采场的安全性,为采矿工作提供有力的保障。
3.提高采矿效率:采用综采开切眼大断面锚网支护技术可以有效地提高采矿效率,减少了支护时间和工艺流程,加快了采场的进度。
四、技术应用综采开切眼大断面锚网支护技术在煤矿综采工作面中得到了广泛应用,尤其适用于煤层厚度较大、岩层条件较差的采场。
这种支护技术可以提高采场的稳定性和安全性,减少事故的发生,对保障矿工的生命安全和减少煤矿灾害具有重要意义。
大采高综采工作面切眼大断面支护技术作者:杨宝忠来源:《中国科技博览》2013年第19期[摘要] 大断面切眼成巷的关键是支护技术,总结了特大断面成巷掘进工艺及顶板支护技术的先进做法和成功经验。
[关键词] 大断面切眼支护技术中图分类号:TD355 文献标识码:A 文章编号:同煤集团某矿于2009年6月装备了一套6.2m大采高综采设备,根据设备配套要求,按照先摆支架后稳输送机、上采煤机的顺序进行切眼设备安装。
这就使切眼断面一次达到宽×高=8400mm×4050mm的要求。
宽断面一次成巷最关键是顶板控制技术。
论文联盟编辑。
1 工作面概况大采高首采工作面Y120202位于2#煤层12采区,总走向长度3720m,工作面倾斜长350m,煤厚6.85~7.37m,平均厚7.0m,煤层倾角3°~14°,平均为8°。
2#煤层伪顶岩性为泥岩,直接顶岩性为粗砂岩,老顶为粉砂岩。
2 切眼施工工艺2.1 掘进工艺(1)受掘进条件的限制,8400mm宽的切眼不可能一次掘够宽度。
采用先导硐施工4700mm宽,成巷后再扩帮370mm宽的方式。
采用ABM20S型掘锚机及配套设备施工。
使用ABM20S型掘锚机来完成割煤和装煤及临时支护、永久支护工序,破碎机破碎、转运。
具体为:每次掘进前,司机将掘锚机调整到巷道前进方向的中间位置,按由左向右,由上向下的顺序割煤,逐步扩大到设计断面的要求。
循环截割深度不大于1000mm。
截割下的煤落在装煤铲板上,同时圆盘耙杆连续运转,将煤炭装入中部运输机,运输机再将落煤转载至破碎机处,再利用带式输送机转运至运输大巷处的带式输送机上。
采用掘锚机自带顶护板完成临时支护,最大控顶距离为2300mm。
每一循环截割完毕后施工人员将钢筋网及钢带放在顶板液压支撑架横梁上,然后靠两个液压缸顶起液压支撑架到顶板。
两个尾部液压稳定架缸稳定住掘锚机,并且辅助支撑顶板。
在液压缸顶起液压支撑架到顶板的同时,锚杆机开始永久支护工作。
千米深井综采工作面切眼刷扩支护技术随着采煤技术的不断发展,千米深井综采技术已经成为一种高效、节能、环保的煤炭采掘方式。
然而,由于千米深井存在着地温高、水压大、地应力强等复杂地质条件,因此,在综采工作面的开采过程中,存在着很多技术难题需要攻克。
其中,切眼、刷扩、支护等技术是综采工作面必须要面对并解决的重要技术问题。
切眼技术是综采工作面中的关键技术之一,它的质量好坏直接影响到煤炭采掘效率和工作面的安全。
切眼是指开采工作面时,为了便于煤墙控制,采掘前应切开一定宽度的缝隙,使煤层互相分离。
采煤机切眼时,要保证切眼深度、角度和钻孔密度等要求的符合,切眼的质量受机械和煤质等多种因素的影响。
为提高切眼质量,现在采用的方法主要是采用先进的切眼机具,控制切眼深度和角度等参数,以达到优化效果。
刷扩技术是综采工作面中非常重要的技术之一。
它的作用是将采煤机控制在规定的范围内,以防止在采煤过程中出现煤墙破坏或剥落等问题。
根据现行的规定,煤墙应小于1.5m,所以需要不断地进行刷扩工作。
刷扩技术需要采用具有较小直径的钻杆和钻头,能够满足复杂煤岩层下精度较高的刷排要求。
在刷扩过程中,需根据实际煤墙情况,采用适当的刷扩技术,以确保刷扩质量和安全性。
支护技术也是综采工作面中必须重视的技术之一。
支护工作是在煤粉巷前端,或者在煤壁和巷顶之间,为确保工作面稳定,避免出现坍塌和下沉等情况而进行的一种作业。
支护技术需要考虑煤壁、巷道稳定性等因素,采用专业支护工具,在保证煤炭采掘效率的前提下,增强工作面的稳定性。
支护可分为钢支护和木支护等。
钢支护有着较高的强度和刚性,适用于稳定性较差,应力较大的工作面;木支护较灵活,价格相对较低,适用于稳定性较好的工作面。
千米深井综采工作面切眼、刷扩和支护技术的发展不仅关乎煤炭采矿科技的进展,也对我国能源的可持续发展和环保产业的崛起都起到了不可替代的重要作用。
对于切眼、刷扩、支护等技术问题的解决,需要面临多种挑战。
大断面综采工作面切眼掘进一次成巷技术摘要介绍锚杆支护大断面掘进一次成巷的实践经验,不用二次开帮,避免了对顶板的二次破坏而发生漏、冒顶,安装期间的通风、运输环境得到根本改善。
关键词综采切眼大断面掘进一次成巷综采放顶煤是“九五”煤炭工业技术攻关项目,是建设安全高效矿井的主导技术。
由于综采工作面采用的采煤机、液压支架等设备都是重型设备,安装时需要的空间较大,要求切眼的宽度、高度必须满足设备的调向要求,给切眼的掘进带来相应的困难。
传统的技术是采用两次掘进成巷,巷道的掘进速度慢,同时对顶板造成二次破坏,顶板管理困难,容易出现应力集中显现;在二次掘进中前段施工巷道顶板易下沉和底鼓,在安装前需对巷道进行处理加固,安装环境会受到限制。
新峪公司结合现有的煤层赋存及顶底板特征,切眼掘进成功采用了综掘一次成巷、锚杆、锚索、网、钢带、点柱联合支护技术,实现了巷道的快速掘进,并达到综采安装要求,实现了煤巷锚杆支护快速、经济、安全可靠的目标。
以下一新峪公司6113综采工作面切眼掘进说明一次成巷技术。
1.概况6113综采工作面切眼位于新峪煤矿六采区,东至六采大巷,西距井田西界20m,南至柱濮镇小青河煤矿边界20m,北为6111工作面。
走向长1470m,倾斜长160m.工作面标高为+777~794m之间。
老顶为K2灰岩,直接顶为泥岩,直接底为铝质泥岩,老底为砂质泥岩。
煤层结构复杂,平均倾角6°。
2.联合支护设计根据安装需要以及煤层顶底板特征,巷道断面设计为矩形,掘宽×高=7.4m×2.8m,净宽×高=7.1m×2.6m,掘进面积:22.2㎡。
顶板用钢带、锚杆、锚索、槽钢、π型梁、单体支柱联合支护,上铺金属网。
每根顶锚杆用两根锚固剂,一根CK2355(K2355)锚固剂在上(孔底),一根Z2355锚固剂在下。
每根帮锚杆用一根K3537锚固剂。
锚索选用规格为Φ17.8mm的钢绞线,锚索长度4.2m。
大采高综采工作面切眼大断面支护技术2011.08.01大采高综采工作面切眼大断面支护技术挖金湾煤业公司于2010年7月装备了一套大采高综采设备,根据设备配套要求,按照先摆支架后稳输送机、上采煤机的顺序进行切眼设备安装。
这就使切眼断面一次达到宽×高=8400mm×4.2mm的要求。
大断面一次成巷最关键是顶板控制技术。
1 工作面概况大采高首采工作面8101位于14#煤层辅301盘区,总走向长度500m,工作面倾斜长100m,煤厚3.77~4.20m,平均厚3.99m,煤层倾角2°~4°,平均为3°。
钻孔综合柱状图2 切眼施工工艺2.1 掘进工艺(1)受掘进条件的限制,8400mm宽的切眼不可能一次掘够宽度。
采用先导硐施工4400mm宽,成巷后两帮再扩2000mm宽的方式。
采用S-100型掘进机及配套设备施工。
使用S-100型掘进机来完成割煤和装煤及临时支护、永久支护工序,破碎机破碎、转运。
具体为:每次掘进前,司机将掘进机调整到巷道前进方向的中间位置,按由左向右,由上向下的顺序割煤,逐步扩大到设计断面的要求。
循环截割深度不大于900mm。
截割下的煤落在装煤铲板上,同时圆盘耙杆连续运转,将煤炭装入中部运输机,运输机再将落煤转载至破碎机处,再利用带式输送机转运至运输大巷处的带式输送机上。
采用QMT-90A锚杆钻完成支护,最大控顶距离为2000mm。
截割结束并进行临时支护后,开始进行顶、帮永久支护。
顶锚杆及两帮最上两排锚杆紧跟迎头,两帮锚杆中最下两排锚杆滞后迎头不得超过15m。
锚索永久支护滞后工作面迎头不得超过3m。
(2)在距离4400mm导硐成巷施工50m之后,采用S-100型综掘机进行4000mm的扩帮施工,采用由下向上左右循环截割。
通过掘进机自带运输机将渣运输至切眼导硐掘进使用的刮板输送机运出。
采用12#槽钢做为临时支护,循环进度为900mm,最大控顶距离为2000mm。
玉华煤矿大断面切眼支护技术摘要:玉华煤矿由生产初期到现在,综采工作面切眼的断面随设备能力的提升而逐渐增大,切眼顶板的支护形式也有了很大发展。
通过学习和实践,对大断面切眼的顶板支护形式进行了改进,从当初的普通圆钢锚杆支护发展为强力螺纹钢锚杆与预应力钢绞线锚索支护相结合的锚网梁索联合支护形式,形成了适合本矿的大断面巷道顶板支护技术,保障了掘进和综采设备安装期间的顶板安全。
关键词:大断面切眼;锚网梁索;顶板支护;发展玉华煤矿属国有大型煤矿,陕西省省属企业。
矿井于1986年7月由原煤炭部批准立项,设计生产能力150万t/年,1991年开工建设,2002年8月18日,通过了国家计委委托陕西省计委组织的矿井竣工验收,正式竣工投产。
一、开采条件玉华煤矿主采4-2煤层属中下侏罗统延安组地层,平均厚度10米,煤层赋存稳定,近水平~缓倾斜煤层,倾角一般为3°~5°,埋深约500米左右。
煤层顶板为细砂岩粉砂岩或砂质泥岩,为中等坚实至极不坚实。
直接地板多为炭质泥岩、泥岩,掘进过程中普遍发生地鼓。
近几年不断的探索实验,大断面开切眼强力锚杆锚索联合支护取得了一定成果。
二、低位综放采煤工作面切眼支护断面及支护形式的发展低位放顶煤综合开采是近年来兴起的易自然特厚煤层一次采全高的采煤方法,随支架和运输能力的发展体积也发生变化,所以布置设备要求的切眼断面尺寸也逐步增加。
玉华煤矿已采用走向长壁后退式综采放顶煤工艺开采9个工作面,低位放顶煤切眼支架由当初的ZFG4800-17/30H型支撑掩护式低位放顶煤液压支架经ZF6400-17/30、ZF7200-17/30型号发展到现在的ZF8000-18/34,支架长度由6.5m增加到8m。
工作面切眼设计均为矩形,掘进高度为3.0m。
由于切眼设备型号和尺寸的变化,切眼宽度由最初的6.5m经7.5m增加到现在的8.5m,净断面由19.5㎡增加为25.5㎡,顶板的支护形式也随科技进步发生了很大变化。
采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术发布时间:2023-06-07T03:04:42.985Z 来源:《科技新时代》2023年5期作者:汤涛[导读] 采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术是一种新型的采煤技术,其主要特点是将采煤工作面的断面增大到较大的范围内,同时采用切眼掘进的方法进行采掘。
陕西中能煤田有限公司(陕西省榆林市719015)摘要:采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术是一种新型的采煤技术,其主要特点是将采煤工作面的断面增大到较大的范围内,同时采用切眼掘进的方法进行采掘。
这种技术能够有效提高采煤效率和采煤工作面的稳定性,减少煤炭的浪费和损失,是当前煤炭工业中一种非常具有前景的技术。
本文主要探讨了采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术,介绍了其工作原理、应用情况。
以期为煤炭工业的可持续发展提供技术支持。
关键词:采煤;工作面大断面切眼掘进;支护技术引言随着我国煤炭工业的不断发展,煤矿采煤技术也在不断创新和改进。
采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术是一种新型的采煤技术,具有高效、安全、节能等优点,在煤矿采煤中得到了广泛应用。
该技术可以通过增大采煤工作面断面和采用切眼掘进方法,提高煤层利用率,降低采煤成本,提高矿井安全生产水平。
但是,在实际应用中,该技术仍面临一些问题,如支护技术不够完善、自动化采煤技术不够成熟、对煤矿环境影响等。
因此,进一步研究和改进该技术,提高其适应性和可靠性,是当前煤矿采煤技术研究的重要方向。
本论文旨在对采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术进行深入探讨,为煤炭工业的可持续发展提供技术支持和指导意义。
1 技术原理及优势1.1 技术原理采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术是指在大断面工作面上,采用“切眼掘进,短壁支护”的方法进行采掘。
具体来说,就是在工作面顶板上预留一定宽度的煤层,然后采用分段掘进的方法,依次将切眼沿工作面方向逐渐掘进,同时使用短壁支护方式对工作面进行支护。
这种方法不仅可以增加工作面断面面积,提高采煤效率,还可以降低工作面煤尘、瓦斯等有害气体浓度,提高矿井安全生产水平。
大采高综采工作面切眼大断面支护技术
[摘要] 大断面切眼成巷的关键是支护技术,总结了特大断面成巷掘进工艺及顶板支护技术的先进做法和成功经验。
[关键词] 大断面切眼支护技术
中图分类号:td355 文献标识码:a 文章编号:
同煤集团某矿于2009年6月装备了一套6.2m大采高综采设备,根据设备配套要求,按照先摆支架后稳输送机、上采煤机的顺序进行切眼设备安装。
这就使切眼断面一次达到宽×高=8400mm×
4050mm的要求。
宽断面一次成巷最关键是顶板控制技术。
论文联盟编辑。
1 工作面概况
大采高首采工作面y120202位于2#煤层12采区,总走向长度3720m,工作面倾斜长350m,煤厚6.85~7.37m,平均厚7.0m,煤层倾角3°~14°,平均为8°。
2#煤层伪顶岩性为泥岩,直接顶岩性为粗砂岩,老顶为粉砂岩。
2 切眼施工工艺
2.1 掘进工艺
(1)受掘进条件的限制,8400mm宽的切眼不可能一次掘够宽度。
采用先导硐施工4700mm宽,成巷后再扩帮370mm宽的方式。
采用abm20s型掘锚机及配套设备施工。
使用abm20s型掘锚机来完成割煤和装煤及临时支护、永久支护工序,破碎机破碎、转运。
具体为:每次掘进前,司机将掘锚机调整到巷道前进方向的中间位
置,按由左向右,由上向下的顺序割煤,逐步扩大到设计断面的要求。
循环截割深度不大于1000mm。
截割下的煤落在装煤铲板上,同时圆盘耙杆连续运转,将煤炭装入中部运输机,运输机再将落煤转载至破碎机处,再利用带式输送机转运至运输大巷处的带式输送机上。
采用掘锚机自带顶护板完成临时支护,最大控顶距离为2300mm。
每一循环截割完毕后施工人员将钢筋网及钢带放在顶板液压支撑
架横梁上,然后靠两个液压缸顶起液压支撑架到顶板。
两个尾部液压稳定架缸稳定住掘锚机,并且辅助支撑顶板。
在液压缸顶起液压支撑架到顶板的同时,锚杆机开始永久支护工作。
截割结束并进行临时支护后,开始进行顶、帮永久支护。
顶锚杆及两帮最上两排锚杆紧跟迎头,两帮锚杆中最下两排锚杆滞后迎头不得超过15m。
锚索永久支护滞后工作面迎头不得超过30m。
(2)在距离4700mm导硐成巷施工50m之后(综掘机滞后掘锚机的距离不小于50m),采用s150j型综掘机进行3700mm的扩帮施工,采用由下向上左右循环截割。
通过综掘机二运皮带将渣运输至切眼导硐掘进使用的刮板输送机运出。
采用金属前探梁(1.5寸和2寸的钢管各三根,每根5.0m,φ20mm的圆钢三根,每根长500mm,卡子6个,每个前探梁2个)临时支护,循环进度为150mm(两片网),最大控顶距离为1800mm。
截割结束并进行临时支护后,开始进行顶、帮永久支护。
锚索永久支护滞后迎头不超过30m。
2.2 顶板控制
(1)支护形式
采用“锚网+钢带+锚索”联合支护。
支护材料为顶板采用螺纹钢锚杆、工作面推进方向煤帮采用玻璃钢锚杆锚杆、扩帮侧老空煤帮采用圆钢锚杆、钢绞线锚索、铁托板、槽钢托梁、金属网、木托板,塑钢网。
第1次导硐掘进4700mm宽巷道时,巷帮布置φ20×2000mm的玻璃钢锚杆,间排距为1000×1000mm,每根锚杆安装2节φ35×350mm 树脂药卷;顶板采用φ20×2500mm的螺纹钢树脂锚杆,锚杆间排距为750×750mm,每根锚杆安装4节φ23×350mm树脂药卷,每根锚杆使用一块150×150×10mm铁托板。
第二次切眼宽度扩够后,扩帮侧老空煤帮使用φ18×1800mm圆钢锚杆,间排距为1000×800mm,每根锚杆安装2节φ35×350mm树脂药卷,每根锚杆使用一块400×200×50柳木托板配合一块150
×150×10mm铁托板;顶板采用φ20×2500mm的螺纹钢树脂锚杆,锚杆间排距为750×750mm,每根锚杆安装4节φ23×350mm树脂药卷,每根锚杆使用一块150×150×10mm铁托板。
锚索为φ17.8mm(1×7)钢绞线长8300mm,锚索间排距为2000×2000mm,锚索托梁长度为2400mm,在切眼正中和左右各2000mm 补打锚索,锚索间排距为2000×2000mm,锚索托梁长度为4400mm,每根锚索装6节φ23×700mm树脂药卷;2400mm的锚索托梁支护距离迎头不超过30m, 4400mm的锚索托梁支护距离迎头不超过50m。
金属网规格为3700×900mm(网格150×150mm的钢筋网,φ6.5mm 圆钢加工而成),顶部每排锚杆压一根钢带,钢带为φ18圆钢焊接
加工而成,长度3700mm;巷道扩帮侧老空煤帮挂设塑钢网,网子为15m×2.5m,网格50×50mm。
在巷中支设1排单体液压带帽点柱,间距为1000mm。
最终成巷后巷宽8400mm,总支护布置为:顶板锚杆12排、两帮锚杆各4排、锚索7排、单体液压支柱1排。
(2)支护机理
导硐每掘进2.3m后采用锚杆进行及时支护,扩帮每掘进1.8m后采用锚杆进行及时支护,顶板短时暴露尚未下沉或未出现离层时就及时安装上锚杆,进行悬吊、挤压加固,保持了浅部顶板的完整性及相对稳定性。
锚索支护弥补了锚杆长度的不足,预应力大,承载能力强。
其实质就是把锚索深入到深部稳定岩石中,对被加固的岩体预先施加压应力,限制岩体的松动变形,从而保持围岩稳定。
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当锚杆支护形成的压缩圈厚度小于松动圈厚度时,锚杆支护的悬吊作用减弱,顶板会离层脱落。
再采用预应力锚索补强加固,锚索长度大、预应力高、快速承载能力强,形成压缩圈厚度大,在较大预应力的作用下,把上部稳定岩层和下部组成的岩层梁再组合在一起,每根锚索周围形成的压缩区域彼此重叠,在复合顶板中形成一个厚度更大的均匀连续压缩带,各岩层面互相挤压,层面摩擦大大增加,使复合顶板形成拱梁,从而有效的提高了顶板的整体性、稳定性,加强了顶板的自承能力。
3 支护效果和经济分析
过去,羊场湾矿在围岩应力集中、顶板破碎的巷道中均采用锚杆加钢棚支护,支护费用高,工人劳动强度大,工序复杂,单进低。
近几年来,根据顶板赋存条件开始大面积推广锚杆、锚索联合支护技术替代钢棚等支护形式。
到目前为止,所有掘进巷道全部采用这种支护形式,覆盖面达100%。
(1)用锚网、锚索联合支护,每米巷道支护费用降低1000多元,每年节约支护费用近4000多万元,创造了客观的经济效益。
(2)用锚网、锚索联合支护,其运输量、运输环节及消耗量少,工人劳动强度大大降低。
短掘短锚做到及时支护,消除了空顶作业,改善了安全环境,带来显著的社会效益。
(3)用锚网、锚索联合支护,巷道断面利用率提高17%,通风阻力下降10%,明显的改善安全生产环境。
4 结论
(1)在34.03m2的特大断面切眼的掘进工艺过程中,最难的是支护技术。
利用锚杆、锚索联合支护形式是最好的一种选择。
锚索长度大、预应力高、快速承载能力强,不占巷道空间。
既能满足支护强度要求,又能保证安装设备时不受支护影响。
(2)大采高工作面除切眼外的其它巷道,如顺槽、盘区等大断面巷道的支护均采用锚网、锚索联合支护形式。
从切眼来看,从巷道开掘到设备安装结束的4个月时间里,巷道顶板没有出现大量下沉或冒顶事故。
从工作面开采过程来看,现已推进了1400多米,两顺槽超前段采用较简单的超前维护即可保持顶板完整、无明显下
沉。
由此证明,所选锚网、锚索联合支护形式,规格、参数等均能满足现有顶板管理要求,这种支护技术是非常成熟有效的,值得全面大力推广。
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