综采工作面切巷大断面支护技术改革
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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。
大断面掘进一次成巷的支护技术研究我国在一个相当长的时间内将以煤炭为主要能源,煤炭工业在国民经济中占据重要地位。
煤炭开采中既要寻求一种经济合理的开采方式,以便获得最大的经济效益,也要使我们生存居住的环境得到有效的保护。
巷道支护技术是煤炭开采中的一项关键技术,为了取得良好的经济效益和环境效果,煤矿巷道更多的布置在煤层中,现在的大型矿井中以上都是煤巷。
煤巷不仅大大提高了巷道掘进速度、减少了一大部分人力物力和资金、实现了矿井的高产高效,更是减少了煤矸石的排出,减轻了煤矿企业对地面的环境污染。
巷道围岩的稳定是围岩与支护体共同作用的结果,围岩本身就是支护结构或支护结构不可分割的重要组成部分。
当围岩有足够的支撑能力,围岩就处于自稳状态,无须支护也属于稳定结构。
只有围岩自稳能力不足时,才需要提供一定的支护,以补偿围岩自稳能力不足的部分,使之成为稳定的结构。
但由于煤巷围岩强度远小于岩巷,所以,煤巷的广泛采用增加了巷道的支护难度。
随着现代化矿井高产高效综合机械化开采技术的发展,煤矿的开采强度与规模大幅度增加,为满足矿井通风、运输及大型设备的安装等要求,巷道断面越来越大。
巷道断面的增大,给巷道维护带来了巨大的困难,严重影响了煤矿安全高效生产。
大断面巷道的支护技术己成为一个亟待解决的问题。
回采工作面设备的大型化、开采强度与产量的大幅度提高、为了保证正常生产的运输、通风及行人安全,这些都要求更大的巷道断面。
目前,一些大型矿井回采巷道宽度己达5m,开切眼跨度达到10m,断面面积达到15m2 以上,有的甚至更大。
面对大断面巷道采用何种支护方式才能有效地控制围岩变形,是人们研究的一个新课题之一。
国内外相关专家在研究巷道支护方面,也取得了丰硕的成果。
奥地利Rabcewicz L.V提出新奥地利隧道施工法理论,NATM法强调应当利用充分围岩的自承能力,讲求适时支护和二次支护,注重形成中空筒状支承环结构,认识到对隧道底板维护的重要性,同时该法主张基于现场监测围岩的受力变形状况的反馈设计思想。
411 工程背景屯兰矿18403皮带顺槽复用18401轨顺沿空留巷。
18403空巷全长235m,宽4.5m,高3.5m。
18403工作面回采至空巷附近时,经矿方技术人员反复论证不再搬家,采取加强支护、切顶卸压及工作面调斜等办法通过空巷。
空巷在回采期间顶板来压,支护变形,部分地段有冒落现象,如何确保安全快速通过空巷,成为制约工作面安全生产的主要问题。
2 工作面概况2.1 工作面位置屯兰矿18403工作面地表北东为四坡沟,南东为梁庄风井,南西为肚肚沟,北西为白草塔进风立井,地表以山地地形为主,切割强烈,沟壑纵横。
工作面井下位于南翼下组煤盘区右翼,北西为18401工作面采空区,南东为18405工作面(已形成回采工作面),北东与南翼下组煤轨道巷相接,西邻白草塔地面抽放泵站保护煤柱。
在本工作面下部沿9号煤布置有18401底抽巷,与8号煤底板间距22~29m,平均25m。
2.2 煤层情况工作面沿8号煤顶板回采,煤岩总厚度1.80~3.15m,平均约2.67m,局部夹一层炭质泥岩,平均约0.39m;工作面切眼向外724-1290m范围内煤层变薄,煤层整体向南西倾斜,最大倾角8°,最小倾角2°,平均约5°。
3 过空巷采取的技术方案3.1 空巷通道、抹角及两巷顶帮加强支护①18403空巷支护方式18403空巷原支护:顶板采用Ø20×2400mm螺纹钢锚杆+Ø16圆钢托架+Ø21.6×6300mm锚索+10#矿用六角金属护网联合支护,锚索2根一根隔排打设,锚杆间排距1000mm×900mm;周帮采用Ø20×1800mm螺纹钢锚杆+Ø10圆钢托架+10#矿用六角金属护网联合支护,锚杆间排距900mm×1000mm。
18403空巷加强支护:沿巷道中心线打一排Ø28.6×6300mm锚索,间距1800mm;巷道内架设“一梁三柱”1.5°走向棚,棚梁采用4000mm 11#矿用工字钢,梁距800mm,棚腿采用DW35单体,柱距1950mm,中间单体沿巷道中心线打设,两侧单体各距帮300mm。
综采工作面切眼大断面一次成巷快速掘进技术实践与应用摘要】花草滩煤矿2102工作面切眼与2102运输顺槽夹角930,工作面呈伪斜布置,切眼长205m、上山坡度平均180左右,采用综掘施工一次成巷工艺。
切眼内辅助工作一次完成,缩短了施工工期;一次成巷可节约帮部支护材料,同时避免了顶板钢带“搭接”问题,既保证了施工质量又提高了安全系数。
【关键词】切眼大断面综掘一次成巷伪顶引言:近年来,随着煤矿综采机械化程度的提高,回采速度的加快,煤矿矿井采掘接续紧张的情况在各矿时有发生。
从煤炭开采的视角来看,如何加快工作面切眼大断面一次成巷快速掘进技术成为其中的施工关键。
全国各地矿井也根据各自矿井条件对工作面切眼一次成巷综掘施工工艺进行了尝试与实践,取得、积累了一定的经验与技术。
花草滩煤矿是江苏矿业工程集团矿业分公司托管矿井,该矿对大倾角切眼一次成巷综掘施工工艺用的具体实践与应用,取得了一定的经验,同时也突显了优良的综合效益。
1 2102工作面基本状况2102工作面为二采区煤1的第二个工作面,位于二采区南部,工业储量98.7万吨,工作面标高+1475~+1411m。
煤层结构简单、煤层倾角15°~21°,平均17°;煤层厚1.6~2.2m,平均煤厚1.82m。
顶板:伪顶0~0.4m,灰黑色粉砂岩;直接顶0~1.7m,砂质泥岩;老顶为3.50m中粒砂岩;底板为砂质泥岩。
巷道施工时顶板有淋水,最大涌水量5m3/h,正常涌水量1—3m3/h,不影响正常施工。
煤1瓦斯含量较低,为0.22mL/克可燃质,属低瓦斯区。
煤1煤尘有爆炸危险性;煤1层自燃发火期为Ⅲ类。
2 2102工作面设计及施工方法2.1 2102切眼布置及设计依据2102工作面切眼与2102运输顺槽夹角930,工作面呈伪斜布置,减缓切眼施工坡度,轨道顺槽超前运输顺槽10m,便于工作面通风(瓦斯)、排水。
经过测量,切眼长205m、上山坡度平均180左右,符合EBZ-160掘进机施工条件。
综采大断面开切眼支护技术探讨【摘要】工作面的大断面切眼不同于一般的薄及中厚煤层巷道,其断面大,围岩变形严重,支护较为困难。
本文探讨了开切眼巷道围岩破坏机理,分析了大断面开切眼支护技术的选择方向,在此基础上提出大断面巷道围岩控制技术,对一线工程技术人员具有一定的指导意义。
【关键词】煤矿开采;大断面开切眼;围岩破坏;支护技术引言切眼是煤矿采煤工作面相关设备安装并开始回采的场所,其支护的安全稳定性对于工作面设备安装与顺利回采起着至关重要的作用。
综采开切眼巷道属于回采巷道类别,与回采工作面上、下顺槽相比,其明显的特点是巷道跨度较大,围岩控制相当困难;开切眼大断面巷道多为矩形,两帮为煤层,顶板为煤层或岩层,围岩强度较低,受力复杂,围岩变形量和破裂范围都很大,这些都直接影响巷道的稳定性,支护较为困难。
为此,研究大跨度开切眼合理的支护手段对我国煤炭行业的可持续发展以及煤炭资源的合理开发具有积极意义。
1巷道围岩破坏机理2开切眼支护技术选择保持巷道畅通和围岩稳定对煤矿建设与生产具有重要意义,巷道支护形式的选择要遵守以下原则:(1)有利于控制巷道围岩变形,改善围岩支护状况。
主动支护巷道围岩,尽量保持巷道围岩的完整性,积极控制围岩力学性态变化,限制围岩的变形、位移和裂隙发育,充分发挥煤岩体的自身承载作用,把围岩从荷载变为承载,变消极因素为积极因素。
(2)有利于提高断面利用率。
既能够有效地控制巷道围岩变形,又极少占用巷道有效空间,从而极大提高巷道断面利用率,满足“高产高效”工作面综采设备不断更新、巷道断面不断扩大的实际需求。
(3)有利于安全生产。
巷道及时支护改变围岩的力学性态,防止巷道围岩早期破坏及巷道顶板早期离层,减少超前维护工作和片帮现象的发生。
保证巷道支护状况良好,确保行人畅通,有利于快速安全地组织生产。
(4)有利于巷道的快速掘进。
现代化高产高效的采煤方法使得煤矿企业生产接续紧张,巷道的快速掘进在所难免。
(5)巷道支护设计需要遵循以下原则,包括:1)一次支护原则;2)高预应力和预应力扩散原则;3)“三高一低”原则;4)临界支护强度与刚度原则。
采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术陕西省延安市727300摘要:工作面切眼施工是煤矿开采时关键的目标之一。
因为受开拓深度和地质结构等不确定因素影响,采煤环节中存在支护难度大、顶板动态管理复杂的难题。
为应对这些挑战,需要选择适合的施工技术和支护参数,以实现快速、安全地进行切眼施工,为后续设备施工提供基础支持。
基于此,本文针对采煤工作掘进技术的特点,结合实际工程案例,深入探讨了采煤工作面的掘进和支护技术,以期为相关工作提供有效的指导和参考。
关键词:采煤工作面;工程案例;大断面;切眼掘进;支护技术1引言切眼施工是煤矿开采的重要环节,在很大程度上影响着煤炭开采过程中的安全及效率。
当前矿井巷道围岩支护强度较高,这不但增加了支护费用,而且也延长了支护时间。
造成巷道支护强度过大的原因如下,设计支护过程中,未将围岩与支护结构作为整体来考量;一味地增加支护材料布置密度及强度以提高支护效果;并未全面地调动锚杆、锚索等支护材料的积极作用。
采取合理的切眼支护方式,不但为满足围岩控制需求提供保障,同时还可以大幅度提升切眼掘进效率。
2采煤工作掘进技术特征分析采煤工作面大断面切眼掘进技术是一种机械化挖掘开采技术,能够实现较大的切割宽度和集运输、行走为一体。
根据工作面的运输情况,该技术通常分为两种模式。
其一,间断式运输模式。
为确保充分发挥作用,通常需要搭配煤炭运输设备、采煤机、原材料粉碎设备、铲车、胶带运输等设备。
其二,连续掘进模式。
需要搭配持续采煤设备、锚杆钻机,以及运输机等设备。
目前,该技术主要采用矩形断面掘进技术或多巷支护技术,通过技术优化和完善,已成为高效、高产的掘进技术之一[1]。
3工程案例在某煤矿工程中,工作面切眼位置处在断层处保护煤矿立柱。
南部即实体煤矿,北侧即井田边界保护开采面,而东部即断层保护煤柱。
因此,在开采煤矿能源期间,要求按照矩形断面长度为120米,净宽度为8.3米,净高度为3米的要求,顺着煤层底板结构予以挖掘。
综采开切眼大断面锚带+锚索支护技术应用及推广[摘要]在矿山井下掘进施工中,综采开切眼的支护,历来是掘进支护工作的一个难题。
文章讨论介绍了高强度预应力锚杆锚索支护技术的先进性及安全可靠性。
根据以往支护方式带来的弊端,通过支护设计,合理选择支护参数,并根据切眼顶板岩性(ii类中等稳定岩层),通过理论论证,支护效果比较,支护优点分析,充分证明高强度预应力锚杆+w钢带+锚索支护的先进性。
[关键词]矿山掘进综采开切眼锚带+锚索支护技术应用推广中图分类号:d5a 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)22-0169-01前言:综采开切眼的支护,历来是掘进支护工作的一个难题。
由于综采支架体积较大,要求安装的切眼断面及跨度相应较大。
以往的支护方式采用钢梁木腿,巷道支护成本高,工人劳动强度大,安装空间小,巷道维修量大。
高强度预应力锚杆及锚索支护技术具有技术先进,安全可靠优点,它的应用大大提高了巷道支护效果,加快了掘进速度,改善了安装条件,为采煤工作面实现高产高效奠定了基础。
一、概况城山煤矿东三37#左三采面切眼,巷道走向560米,设计为矩形,宽6.0米,高3.0米,掘进断面积18平方米。
切眼总长170米,沿煤层顶板施工,煤层为复合煤层,平均厚度3.5米,为中硬煤,倾角3o-5 o。
煤层伪顶0.2米,灰黑色炭质页岩,易脱落,直接顶0.55米-1.35米,灰白色页岩,层理较发育,较易断裂。
老顶是灰白色中粗砂岩,厚度达20米以上。
直接底0.4-1.3米,灰白色泥质页岩,老底是14米以上,灰白色中粗砂岩。
二、支护设计1、支护形式的选择由于综采支架安装需要巷道断面较大,相应给切眼支护造成一定困难,高强度预应力锚杆+w钢带+锚索支护技术具有技术先进,安全可靠,安装空间大,经济效益明显等优点。
所以,切眼支护形式选择为:锚杆+w钢带+锚索联合支护方式。
2、理论论证:该切眼顶板为ii类中等稳定岩层。
顶板松动不良岩层厚度:h==b/2f=6/2x3.2=0.94米式中:b:切眼宽度,米f:岩石坚固性系数。