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矿压显现明显区域掘进巷道支护形式探讨
2019-06-10
巷道掘进是煤矿开采的主要施工环节之一,其占煤矿开采总工程量的比重较大。煤 矿在回采工作中,需要通过已掘的巷道,为了使得采煤设备可以顺利的通过,需要拓宽巷道部分位 置的横截面,导致巷道的变形程度提升,地层更加锋利。为了加强对掘进巷道的保护,主要研究了 矿压显现明显区域掘进巷道支护形式,为煤矿支护和掘进提供安全的技术保障,进而为我国煤矿生 产奠定基础。
Serial No. 601 May. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 601期 2019 年 5 月第 5 期 矿压显现明显区域掘进巷道支护形式探讨 孙亚鹏 山西潞安环保能源开发股份有限公司五阳煤矿) ( ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 巷道掘进是煤矿开采的主要施工环节之一,其占煤矿开采总工程量的比重较大。 煤 矿在回采工作中,需要通过已掘的巷道,为了使得采煤设备可以顺利的通过,需要拓宽巷道部分位 置的横截面,导致巷道的变形程度提升,地层更加锋利。 为了加强对掘进巷道的保护,主要研究了 矿压显现明显区域掘进巷道支护形式,为煤矿支护和掘进提供安全的技术保障,进而为我国煤矿生 产奠定基础。 关键词ꢀ 矿压ꢀ 掘进ꢀ 巷道ꢀ 支护形式 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 05. 079 ꢀ ꢀ 煤矿行业属于我国经济的主要构成部分之一, 的间隔为 4 ~ 6 m 的范围之内。 巷道观测测点的布 设,总共需要安装 6 个压力计,通过压力表可以支撑 单体压力,能够做到在距离检测巷道 30 m 内开展观 测工作。 新时期背景下,社会、国家对于煤矿生产提出了新的 要求,煤矿开采需要在环境保护的基础上,降低开采 成本,提高开采效率。 加强对掘进巷道支护形式的 研究,可以实时掌握巷道的变形情况,针对回采工作 面矿压显现的特点,科学的运用支护施工技术,进而 加强对巷道的保护,为煤矿开采工作的开展奠定基 础。 近年来,我国煤矿开采主要是采用机械化设备, 加剧了巷道变形,唯有做好巷道支护,选择适合的支 护形式,才能延长巷道的使用寿命。 2ꢀ 矿压显现明显区域掘进巷道支护形式分 析 ꢀ ꢀ 以五阳煤矿 7608 运输巷为例,进而研究其支护 形式,分析已掘巷道的变形情况。 7608 运输巷基本 情况是长度为 680 m、宽度为 5. 3 m,巷道沿着顶板 开挖,主要是采用现行钻井开展工作面,施工方式是 选择掘进机施工,具体采用锚网支护形式、帮锚索支 护形式。 7608 运输巷高为 3. 5 m,网段的面积是 1 ꢀ 巷道监测测点的布设 为了加强对巷道情况的监测,提高煤矿开展的 2 18. 55 m , 支护方式主要是利用锚 索 进 行 支 撑。 安全性,需要安装巷道监测测点,进而实时了解巷道 的使用情况。 监测测点的布置需要结合巷道的实际 建设情况,科学的设置监测测点,能够提高巷道支护 观测的实效性。 对于巷道支护观测点的设置,需要 从道路侧面墙面发生变形的位置前 10 m 处开始,依 次进行布设,每个观测测点之间的间距为 5 m。 监 测点的方向需要从不同的方向集合,两组观测点的 方向是以锚与钎焊为主,以锚的末端与钎焊的上下 7608 运输巷由于地势环境水平压力较大,导致周围 的岩石受力不均匀,其变形情况不一样。 为了防止 巷道变形加剧,需要了解巷道的变形情况,进而采取 适合的支护形式,加强对巷道的保护。 2. 1ꢀ 巷顶的支护形式 7608 运输巷的支护设计,其巷顶主要是采用左 旋钢筋高强度锚杆进行支护,锚杆的基础属性为 ϕ22 mm×2 400 mm,配件选择是高强度螺母与拱形 托盘。 为了优化巷顶支护,需要强化对树脂的锚固, 具体的方法是采用直径为 28 mm 的钻孔,药物体积 选择是 MSK2335 与 MSZ2360 分别 1 卷,具体锚固的 长度为 1. 3 m。 为了增强巷顶的稳固性,可以采用 金属网与钢筋托梁辅助锚固起到支撑作用,其尺寸 规格选择是长度为 4 950 mm,拥有 6 个锚孔。 对于 金属网的选择,需要注重金属网材质的选择,必须要 [ 1] 方向看着基准点方向,进而阅读钢带与测量杆 。 测点的检测设备主要是沿着工作区布设,对于运输 巷道两边的观测,需要从顶部与底部进行观察。 对 于压力计的安装需要从切割墙面入手,在距离墙面 1 0 m 处槽的位置安装,并且确保安装的压力计之间 ꢀ ꢀ 孙亚鹏(1988—),男,助理工程师,046205 山西省长治市。 2 88 ꢀ ꢀ 孙亚鹏:矿压显现明显区域掘进巷道支护形式探讨ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 5 月第 5 期 # 是 8 铁丝制作,尺寸大小为 5 700 mm×1 100 mm,通 锚索施工的科学性。 [ 2] 过线扣进行拦截 。 对于高强度低松弛线的选择, 需要选择 19 股直径不低于 22 mm 的产品,有效长 度最少保证在 6 m 以上。 锚固主要是采用 1 卷 MSZ2335 和 2 卷 MSK2360 树脂,结合实际情况计算 锚固的长度为 1. 8 m。 锚杆是高强度锚杆,采用金 属网与钢筋托梁进行辅助保护,进而提高锚杆的稳 定性。 巷顶的支护形式选择对于巷道掘进质量具有 重要影响,科学的选择巷顶支护形式,提高巷顶支护 安装的质量,可以有效的防止已掘巷道的变形。 2 . 2ꢀ 螺栓的设计 螺栓是巷道支护的主要构成部分之一,螺栓对 于巷道具有支撑作用,对于螺栓的设计,需要结合周 围的地势情况,测量周围岩石的参数,进而选择适合 的螺栓。 在 A 巷道中对于螺栓的选择没有测量岩 石参数,没有结合岩石原始地应力选择螺栓,降低了 [ 3] 螺栓应用的实效性 。 为了防止巷道变形,优化巷 道支护形式,提出了螺栓排列的设计方案,并且通过 计算机进行施工模拟,根据模拟结果对 A 巷道进行 支护修改。 根据模拟数据显示,7608 运输巷巷顶为 每排 6 根锚杆,彼此之间的距离是 950 mm,每排 3 根锚索,为“迈步” 布置,间距是 1 500,进而确保锚 固的稳定性。 2 . 3ꢀ 帮锚索的设置 帮锚索支护,可以提高巷道支护的稳定性。 选 择帮锚索支护形式,结合 7608 运输巷的主要特点, 利用 ϕ22×5 300 mm 高强度低松弛预应力钢绞线 19 股,托盘具体的尺寸是 300 mm×300 mm ×16 mm。 帮锚索的预应力需要超过 250 kN。 对于帮锚索的 布置,需要在煤柱侧隔排两根,进而帮助巷道总部的 [ 4] 锚杆分担压力 。 对于矿压显现区域明显的部位, 可以结合实际情况增加锚索的数量,缩小锚索之间 的间距,进而提高锚索的预应力,提升巷道支护的实 效性与安全性。 3 ꢀ 矿压显现明显区域掘进巷道支护施工技 术要求 ꢀ ꢀ 矿压显现明显区域,其承受的压力较大,需要提 升巷道支护水平,加强对矿压显现明显区域的保护, 进而确保煤矿生产的安全性,提高煤矿生产效率。 为了确保巷道支护的质量,需要提升对巷道支护施 工技术的要求,具体包括:锚索施工技术要求。 锚索 施工、树脂施工需要有连接性,不能发生停顿,确保 2 89 总第 601 期 现代矿业 2019 年 5 月第 5 期 4 ꢀ 回采工作面矿压显现的特点 44 ~ 54 m 时,巷道斜率开始变化,并且呈现上涨的 态势。 4 . 1ꢀ 利用动态分析预测巷道的变形速度 实时对巷道变形速度进行检测,可以了解巷道 5ꢀ 结ꢀ 论 的实际承受能力,进而为煤矿生产工作的开展提供 基础保障。 主要是通过运输车道顶部与底部运输位 移速度高峰时间,去动态监测巷道的变形速度。 若 是运输车道顶部与底部位移产生高峰时间,则证明 巷道工作面底部已经形成了沉降,或者部分位置已 巷道支护监测测点的布置需要结合巷道的实际 建设情况,科学的设置监测测点,能够提高巷道支护 观测的实效性。 从帮锚索的设置、巷顶的支护形式 2 个方面,论述了矿压显现明显区域掘进巷道支护 形式与变形情况,进而为煤矿开采工作的开展提供 参考依据。 [ 5] 经断裂,并且变形程度一直加深 。 动态观测巷道 顶部与底部的情况与联系,实时测量顶部与底部之 间的距离,可以了解到巷道变形的情况,进而预测巷 道变形的速度。 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ [ [ 1]ꢀ 朱赞成,宋卫东. 程潮铁矿采场巷道稳定性与支护形式的研究 J]. 现代矿业,2003(10):5-7. [ 4 . 2ꢀ 利用动态分析预测巷道的收敛量 2]ꢀ 曹东升. 近距离煤层下巷道合理位置确定及支护方式[J]. 现 代矿业,2015(12):150-151. 巷道的收敛量分析,可以帮助工作人员了解巷 道的实际应用情况,进而采取适合的支护形式进行 优化巷道。 实践证明,若是面孔逐渐推进,那么巷道 道路会随之缩减。 假设将 Y 方向与 Z 方向设置为 3]ꢀ 王峰峰. 煤矿井下巷道掘进顶板支护类型及实例分析[J]. 现 代矿业,2017(10):213-214. [4]ꢀ 岳国均,郭ꢀ 瑞. 软岩巷道支护技术的应用[ J]. 现代矿业, # # 2 010,26(8):110-112. 轨道的顶部与底部,3 与 6 设置为道路组之间积累 的工作面距离。 分析上述变量之间的关系,可以预 [ [ 5]ꢀ 杨春丽,王永才. 金川矿区深部巷道支护方式优化数值模拟研 究[J]. 金属矿山,2008(3):13-23. [ 6] 测巷道的收敛量 。 H 作为顶部与底部之间的积累 偏差,当 h 与工作表面的间距正好为 52 m,此时巷 道斜率比较缓慢。 若是工作面不断增加,巷道的斜 率也会随之增加。 当 h 与工作面之间的间距范围在 6]ꢀ 张立新,李长洪,赵ꢀ 宇,等. 北洺河铁矿深部巷道支护数值模 拟研究[J]. 金属矿山,2008(10):43-47. ( 收稿日期 2019-02-25ꢀ 责任编辑ꢀ 徐志宏) 2 90
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