锚杆支护技术在特厚煤层放顶煤巷道中的应用

中图分类号 : TD353 + . 6
文献标识码 : B
文章编号 : 1006- 2572( 2005) 04- 0023- 02
Application of Bolting T echnology to Thick- Seam Caving Mining in Roadway YANG Wen ( Preparing Department of Xuangang Power Plant, Datong Colliery Group Co. , Datong, Shanxi 037003, China) Abstract: The paper introduces the application of bolting technology to thick seam caving mining in roadway Coal Mining and analyzes the priority, the technical and economic efficiency and existing problems and offers some suggestions Key words: thick coal seam; technology of Roof Coal Caving; bolt support
收稿日期 : 2005- 07- 22
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用了棚距为 0. 8 m 的工字钢棚支护。51206 巷道断面宽 高为 3. 0m 3. 2m, 采用锚索、 锚杆支护, 锚杆配长托 板护帮。
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锚固支护设计
顶板支护锚杆采用 18mm 螺纹钢, 长 1. 8~ 2. 2m,
采用全长锚固, 锚固力不低于 50kN; 3 排锚杆、 支护间距 为 1. 0m, 每隔 5m 沿巷道中间布置 1 根直径 15. 24mm 的 预应力锚索, 使用 mh 系列专用锁具 , 施加 70kN 以上的 预应力。要求锚固段长度 1. 5 m 以上, 经过计算钢铰线 长度为 5. 8m 。 巷帮支护使用长度 1. 8m 、 直径 18mm 的普通碳素圆 钢锚杆 , 采用端锚支护 , 使用 1. 0m 长的木托扳 , 要求每 根锚杆的拉拔力不 低于 30~ 40kN。沿顶板下 0. 7m 布 置 1 排护帮锚杆, 间距 1m, 木托扳与底板垂直布置, 间 距 1m, 防止煤体片帮。
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存在问题
1) 锚杆支护的监测手段不完善。对锚杆支护的监
测是保证支护效果的重要环节。巷道开挖后和使用中 ! 24 !
! 23 !
施工采用 S- 100 型掘进机割煤 , 沿煤层底板全断 面掘进一次成巷, ∀ 一掘一锚# 工艺。施工顺序为: 准备 - 截割 - 出煤 - 移前探梁 - 钻锚杆顶孔 - 安装锚杆 钻锚索孔 - 安装锚索。 要求支护时关停 机并闭锁 , 敲帮 问顶后支 护前探 梁, 然后进行锚杆、 锚索的支护 , 要求空顶距不超 过 2. 5m, 锚索支护迎头距离最大不得超过 6m。 预应力 锚索的 施工工 艺: 钻 锚索 孔 ∃ ∃ ∃ 安装 药卷 ∃ ∃ ∃ 安装 锚索 ∃ ∃ ∃ 安装 托板 垫片、 锁 具 ∃ ∃ ∃ 预 应力 张 拉。施加的锚索预应力不得低于 70 kN 。 锚索孔钻机 : 2 台苏州产 MZ- % 型锚杆液压旋转 钻机 , 1 台使用 1 台备用。配备 2 台 ZMS1. 2 型手持式煤 电钻。 预应力张拉专用设备 : 选用 1 台 SDB 型手动油泵, 2 套 YCD 型张拉力千斤顶 , 1 台 GQ - 190 型钢绞线切断 器。1 Nhomakorabea概况
大同煤矿集团公司煤峪口矿是一座年产 200 多万 t
面顺槽的支护全部使用了常规的金属棚支护。 11# 层 81206 接替 工 作面 上下 顺 槽断 面 为矩 形, 21206 巷道断面宽 高为 4. 0m 2. 8m, 已先期掘出, 使
的大型矿井, 主采 11 、 12 合并层 , 煤层厚度为 8. 0m 左 右, 其中 11 、 12 层 412 采区采用放顶煤开 采, 回采顺 槽沿底布置在实体煤内, 在沿底掘进的运料顺槽巷内使 用了锚杆、 锚索支护技术。该支护技术具有主动支护, 支护能力强, 适用范围广 , 施工方便 , 巷道断面利用率高 等优点 , 尤其是以煤层作为顶板采用锚杆支护, 可将顶 煤与顶板坚硬岩层锚固成一个整体 , 以达到良好的支护 效果。该技术首次在该矿特厚煤层放顶煤全煤巷道中 应用 , 这一尝试有着重要的示范作用。 412 采区地质构造简单, 煤层稳定 , 煤层厚度 5. 1~ 8. 5m, 平均 7 m, 采区可布工作面范围内无大的断层 , 煤 层走向倾角 1 ~ 4 , 直接顶为 20. 6 m 厚的灰色粉砂岩, 水平节理发育。 该采区 81204 工作面是第一个放顶煤工作面 , 采用 一次采全高放顶煤采煤方法, 使用国产 MG600 型采煤 机, ZFS7500 型放顶煤支架, 采高 3. 0m, 放顶煤 4. 0 m, 该
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支护效果与经济效益
在 51206 巷 道采 用锚 杆、 锚 索支 护技 术, 对相 邻
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建议
1) 加强支护理论研究 , 积极探索坚硬顶板、 坚硬煤
81204 工作面 100m 剩余可采长度 , 在巷道呆滞期间和相 邻工作面采动压力作用过程中进行了观测 , 顶底板移近 量不明显 , 顶板锚固支护完好 , 顶板完整, 受相邻面采动 影响巷道两帮片帮比较明显。 通过比较, 锚杆、 锚索支护的几项指标均优于架棚 支护。主要是锚杆、 锚索主动支护的特性发挥了重要作 用。锚杆、 锚索的初撑力大( 70kN 以上) , 承载变形能力 强, 支撑点受力分布合理, 巷道围岩未发生变形便得到 了有效支护 , 极好地保护了原岩的完整性, 大幅度提高 了支护效果。而架棚支护初撑力低 , 只有巷道顶板下沉 到一定值( 30~ 100mm) 时 , 棚子支护的初撑力才开始显 现, 此时棚梁已产生挠曲 , 巷道围岩已受到一定破坏 , 顶 板已产生了离层变形 , 破坏了顶板的稳定。 采用锚杆、 锚索支护 , 支护成本明显下降, 经初步测 算, 比架混棚支护节约费用 150 元/ m; 工作面准备时间 缩短 1/ 4 以上; 回采期间的巷道超前支护简化, 端头支 护技术简化 , 工人劳动强度明显降低, 工序简化, 杜绝了 架棚支护时辅助材料 ( 背板、 拉杆等) 混入煤中的机会, 极大地提高了安全生产水平。
( 编辑 叶忠群 )
层条件下的全煤巷道支护问题 , 确定适合同煤集团公司 地质情况的支护理论。 2) 尽快出台适合集团公司的一套完整的锚杆支护 应用技术规范 , 使煤巷锚杆支护技术的设计、 材料加工、 施工管理、 监测等一系列工作纳入规范化发展的轨道。 3) 推行∀ 三高一大# 技术 , 即采用高强度、 高预力、 高 可靠性锚杆、 增大间排距 , 减少支护密度, 以适应巷道掘 进安全、 快速、 经济的高标准要求。 4) 采取必要 的顶板监测技 术手段 , 加强顶 板的监 测, 使用顶板离层指示仪、 顶板岩层应力变化监测仪或 测力锚杆、 顶底板移近监视仪等仪器对巷道支护进行监 测。 5) 建立巷道支护方面的力学试验模型, 强化和掌握 巷道顶板的活动规律, 取得一些实验参数。 6) 研究锚杆、 锚索支护材料的实用回收技术。
江 西 煤 炭 科 技 JIANGXI COAL SCIENCE & TECHNOLOGY
2005 年第 4 期 NO. 4 2005
锚杆支护技术在特厚煤层放顶煤巷道中的应用
杨 文
037003) ( 大同煤矿集团公司轩岗电厂筹建处 , 山西 大同
摘 要 : 结合工程实际 , 介绍了锚杆、 锚索支 护技术在特厚煤层放顶煤开采全 煤巷道中 应用 , 简 要分析了全 煤巷道锚 杆支护技术应用方面的优越性 , 技术经济效益和存在的问题 , 提出了应用锚固 技术方面的建议。 关键词 : 特厚煤层 ; 放顶煤技术 ; 锚 杆支护
要经过围岩重新分布和采动影响两个过程, 为了给巷道 的锚杆支护以准确的评价 , 定量观测围岩的移近量、 变 形速度、 顶板离层情况及锚杆受力大小是必要的, 一方 面可以及时修改设计中存在的问题 , 另一方面可以监测 工程质量 , 发现问题及时纠正。 2) 锚杆、 锚索支护材料的回收技术不完善, 支护材 料的预期回收率低 , 回收效益差。 3) 设计中缺乏整体观念, 存在重顶轻帮的倾向。在 进行巷道支护设计中往往注重顶板支护, 对帮锚杆的选 择布置重视程度不够 , 而使用锚杆支护的煤巷多为回采 巷道, 在回采期间要经历一次动压 , 这一压力以垂直方 向为主 , 其作用的结果往往首先引起两帮煤体破坏, 进 而影响到煤体的稳定。在 51206 工作面的锚杆支护设 计中就比较典型地反映了这一问题。由于巷帮只简单 布置了一排木托扳锚杆, 结果使用过程中巷道两帮破坏 严重 , 导 致两次 垮落 事故 , 影 响了 正常 生产。之 后在 51208 巷设计中改进了帮锚杆支护 , 增加了一排护帮锚 杆, 呈三花布置 , 使巷道的状况得到明显改善。