童亭礦10煤層綜采工作面切眼綜合控制技術(shù)淺談

　　摘 要：隨著礦井機械化水平的提高，綜采工作面接替準備迫切需要得到保證。論文針對童亭礦綜采塊段主要集中在陳樓塊段10煤層，而解決10煤層綜采工作面切眼大斷面支護問題是巷道支護的難點，以S10717綜采工作面切眼為例，淺談綜采工作面大斷面切眼的支護技術(shù)。
　　關(guān)鍵詞：大斷面支護；切眼斷面，切眼，綜合控制技術(shù)
　　中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)04(a)-0000-00
　　
　　1 概述
　　1.1 巷道地質(zhì)基本條件
　　 10煤層位于S107采區(qū)深部，北部為大侯家斷層1煤柱線，南部為設(shè)計的S10713工作面，東至107采區(qū)邊界線，西至S109總回風(fēng)巷保護煤柱。頂?shù)装迩闆r見表1。
　　
　　1.2 巷道維護特點
　　 (1)S10717工作面是綜采工作面，切眼斷面要滿足綜采工作面設(shè)備的安裝和運行，斷面相對較大，增加了掘進的施工難度；(2)巷道跨度大時，頂板中部易形成拉應(yīng)力集中區(qū)，故施工時應(yīng)加強對頂板拉應(yīng)力區(qū)的預(yù)判和加強支護；(3)切眼施工位置在10煤層中，賦存穩(wěn)定，傾角較小，有利于巷道布置，可沿穩(wěn)定的細砂巖頂板掘進。(4)巷道底板基本為煤層，10煤層砂巖頂?shù)装甯凰皹?gòu)造裂隙水，可能會造成巷道底板強度弱化；(5)從機巷目前施工進度來看，巷道變形較穩(wěn)定，施工中應(yīng)加強變形觀測及記錄分析。
　　2 大跨度巷道圍巖穩(wěn)定性分析
　　 對于跨度較大的巷道(S10717切眼最終跨度7.0m，高度2.8m)，只有在支護強度大于0.3MPa時，才能有效控制巷道的松散變形，這是現(xiàn)有的單一支護形式所不能達到的，單純使用錨桿支護，難以保證巷道不產(chǎn)生離層，需進一步加強支護，確保巷道圍巖發(fā)生較大變形，特別是頂板離層時，支護系統(tǒng)安全可靠。
　　 通過對大斷面煤層掘巷圍巖穩(wěn)定性的分析，聯(lián)系現(xiàn)場條件，提出要解決好如下三個問題：
　　 (1)強化頂板，緩解兩幫壓力。由于S10717工作面巷道頂板平均為18.0m粉砂巖，可以嘗試大間排距錨桿支護形式，但又由于厚層細砂巖本身的不穩(wěn)定性，故需要施工部分長錨索進一步對頂板巖性變化情況及時進行觀測和記錄。(2)加強煤幫支護強度，有效支護頂板。由于直接頂平均為18.0m粉砂巖，大跨度煤層巷道開挖后幫部承受的壓力較大。仍要加強幫部的支護強度，確保煤幫的整體穩(wěn)定性。(3)強化初期支護強度，確保一次支護滿足使用。在掘進初期要強化初始支護強度，加大初期支護投入，有效控制煤巖初期變形。。
　　3 支護方案
　　 切眼(采用導(dǎo)硐法)采用高性能高強預(yù)拉力錨帶網(wǎng)支護。頂板和幫部均采用高強預(yù)拉力錨桿支護，最大限度地加大錨固長度和范圍。頂板、幫部均采用M型鋼帶配合菱形金屬網(wǎng)緊貼巖面護頂、護幫。由于跨度較大，采用導(dǎo)硐法施工時要加強錨索的使用及點柱(單體支柱)的配合。頂板破碎帶、斷層帶、淋水帶、直接頂厚度變化異常帶等特殊地段，首先要加密頂部錨桿，然后及時套棚，或經(jīng)研究采取先架(棚)后錨索或工字鋼棚支架等其它確保安全的支護方式。
　　4 切眼支護參數(shù)
　　 由于切眼的整體跨度達到7.0m，巷道的整體跨冒危險性增大。故掘進擴展斷面時必須采取強有力的措施，確保切眼的整體安全和合理使用。
　　 因該工作面切眼上口調(diào)向點受107采區(qū)邊界CF8-1∠70°H＝0～10m斷層影響，為提高工作面可采儲量，切眼設(shè)計為“臺階法”(即上、下切眼)施工。施工前必須堅持“有疑必探、先探后掘”的防治水原則，后確定切眼調(diào)向點位置。
　　4.1 導(dǎo)硐斷面支護參數(shù)
　　 根據(jù)切眼的斷面大小，采取導(dǎo)硐法施工切眼，先導(dǎo)硐寬4.0m、高2.8m，擴展寬3.0m、高2.8m，安裝支架前擴展到最終端面跨寬7.0m、高2.8m。導(dǎo)硐斷面支護參數(shù)如下。
　　 ①頂板采用5根螺紋高強錨桿加3.8m長M4鋼帶、8#鐵絲編制的菱型金屬網(wǎng)聯(lián)合支護，錨桿規(guī)格為M24-Ф22-L2400mm。錨桿間排距800mm。錨桿預(yù)緊力300N.m，錨固力不低于80kN。②幫部：老塘側(cè)采用4根螺紋高強錨桿加2.6m長M4鋼帶、8#鐵絲編制的菱型金屬網(wǎng)聯(lián)合支護，錨桿規(guī)格為M22-Ф20-L2000mm。錨桿采用兩節(jié)Z2950型中速樹脂錨固劑加長錨固；錨桿間排距800mm。錨桿預(yù)緊力七200N．m，錨固力不低于60KN。煤壁側(cè)采取栽4m外注式單體液壓支柱，竹背板、大笆腰幫，排距800mm，單體初撐力≮70kN，并拴齊防倒繩。③每隔4排鋼帶在頂板(兩排鋼帶中間)分別距幫部1750mm、500mm處各施工一套小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索，鋼絞線規(guī)格為Ф15.24-L5300mm，排距3.2m，每孔采用1卷K2460快速錨固劑和3卷Z2460中速錨固劑，先裝快速，后裝中速，以保證錨固效果；布置方式見下圖所示，錨索預(yù)緊力≮100kN，錨固力≮200kN。
　　
　　
　　4.2 擴展斷面支護參數(shù)
　　 導(dǎo)硐后擴展斷面為煤壁側(cè)，斷面為寬3.0m高2.8m；最終使切眼斷面達到寬7.0m高2.8m；刷幫要在準備裝架前進行。
　　 刷幫斷面內(nèi)錨桿、錨索布置方式見下圖，具體支護參數(shù)如下：
　　 ①頂板采用4根螺紋鋼預(yù)拉力錨桿加2.8m長M4鋼帶、8#鐵絲編制的菱形金屬網(wǎng)聯(lián)合支護，錨桿規(guī)格為M24-Ф22-L2400mm。其它參數(shù)同上。②切眼幫部(老塘側(cè))采用4m內(nèi)注式單體液壓支柱支護，竹背板、大笆腰幫，排距800mm。單體要保證正規(guī)有勁，初撐力≮70kN，并拴齊防倒繩。③每隔4排鋼帶在頂板(兩排鋼帶中間)距幫部1750mm處施工一套單體錨索，鋼絞線規(guī)格為Ф15.24-L5300mm，排距3.2m，每孔采用1卷K2460快速錨固劑和3卷Z2460中速錨固劑，先裝快速，后裝中速，以保證錨固效果；布置方式見下圖所示，錨索預(yù)緊力牛100kN，錨固力≮200kN。④由于切眼刷大，會松動導(dǎo)峒側(cè)，影響頂板穩(wěn)定性。為防止切眼的大面積整體離層發(fā)生冒落，刷大前在導(dǎo)峒側(cè)補打一排順山單體挑棚加固，挑棚采取長1m單體鉸接頂梁配合4m長單體液壓支柱支護，單體支柱要棵棵穿鞋，確保使用要求，應(yīng)采取切實措施確保留底煤條件下支柱初撐力不小于70kN。局部頂板離層地段進一步加密點柱(支柱)或架設(shè)木垛。⑤其它仍同導(dǎo)硐施工要求。
　　
　　
　　5 施工質(zhì)量要求及礦壓監(jiān)測監(jiān)控
　　 (1)加強錨桿、錨索、鋪網(wǎng)施工質(zhì)量管理，確保錨桿、錨索施工質(zhì)量及初錨扭矩，單體初撐力滿足設(shè)計要求。并設(shè)專人管理負責(zé)，留名掛牌管理。(2)嚴格落實礦壓監(jiān)測監(jiān)控設(shè)計，及時建立礦壓監(jiān)測監(jiān)控測點，安裝頂板離層儀、液壓枕，留名掛牌管理。(3)技術(shù)管理部門、分管領(lǐng)導(dǎo)要對切眼施工施工質(zhì)量進行監(jiān)督指導(dǎo)；礦壓監(jiān)測管理人員建立礦壓監(jiān)測監(jiān)控管理臺帳，對巷道支護效果進行總結(jié)、研究、分析，科學(xué)指導(dǎo)生產(chǎn)。
　　6 結(jié)論
　　(1)S10717切眼施工中順山挑棚采用了單體交接頂梁與單體支柱配合使用，較以往圓木挑棚單體初撐力有了保證。(2)導(dǎo)峒斷面設(shè)計跨度4m，錨索施工2根。與以往設(shè)計跨度3.5m、施工1根錨索。斷面設(shè)計、施工組織更趨于合理，避免了在刷大時移車、二次挪移挑棚暴露巷道頂板等問題。(3)通過童亭礦陳樓塊段10煤層綜采面S1077、S1071、S1079、N1075、S107l 7綜采面大斷面切眼的安全順利施工，為今后綜采大斷面切眼施工奠定了基礎(chǔ)，但在有些方面還存在許多不足，需要我們繼續(xù)研究和探討。
　　
　　參考文獻
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