現(xiàn)代礦井工作面支護(hù)方式及創(chuàng)新

張彬

摘要：近年來，隨著國家科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)代礦井的支護(hù)方式有了長足發(fā)展。本文通過對采煤工作面進(jìn)行有效支護(hù)要求及意義的介紹，闡述了采煤工作面有效支護(hù)方式的選擇及創(chuàng)新的必要性。

關(guān)鍵詞：采煤工作面支護(hù) 支護(hù)要求 支護(hù)方式創(chuàng)新

龐莊煤礦是由東城、龐莊、張小樓三個(gè)井口組成，投產(chǎn)于上世紀(jì)60年代。龐莊煤礦年產(chǎn)量較大，且儲藏層較為豐富，地質(zhì)構(gòu)造較為簡單，因而在開采過程中對于開挖工程以及采煤工程的設(shè)計(jì)也較為簡單，通常采用回采的方式來有效控制巷道的頂板的塌落。但是隨著煤礦開采的不斷深入，在采煤掘進(jìn)過程中，部分硬巖區(qū)域區(qū)域“軟”化，這就對采煤工作面的支護(hù)提出了更高的要求。

1 概述采煤工作面進(jìn)行有效支護(hù)的要求及意義

1.1 張小樓井的基本概況

張小樓井采用立井多水平開拓，新主井落底-1025m，直徑為5.7m，新副井為-1025m，直徑為7m，風(fēng)井落底為-400m，直徑為5.0m。目前，張小樓井的生產(chǎn)水平為-1025m，此時(shí)可以劃分為四個(gè)采區(qū)，但是由于受到?jīng)_刷壓力的影響，現(xiàn)主采-1025m西一下山采區(qū)7、9煤層。

1.2 采煤工作面進(jìn)行有效支護(hù)的意義

對采煤工作面進(jìn)行支護(hù)的根本目的就是保證采煤工作面可以正常和安全的進(jìn)行生產(chǎn)活動，就是要求支架可以適應(yīng)工作面頂板的壓力和頂板易破碎的特征，具有一定的承載能力，防止老頂來壓時(shí)頂板沿煤壁切頂和局部冒頂及小巖塊掉落，保證生產(chǎn)工作的安全進(jìn)行?，F(xiàn)如今，張小樓井的開采深度幾乎已經(jīng)達(dá)到了極限，但是煤層產(chǎn)量較為穩(wěn)定，且其多為砂巖以及頁巖，呈現(xiàn)出了偏“軟”的特性，因而對于煤礦的支護(hù)技術(shù)更是不容忽視。

支和護(hù)是相互聯(lián)系和制約的兩個(gè)方面，他們的作用就是把采煤工作面的冒頂事故發(fā)生率限制到最低。有效防護(hù)的作用是保護(hù)好采煤工作空間，防止在工作空間內(nèi)發(fā)生直接頂巖層的垮落事故，便于正常安全地進(jìn)行采煤工作。另外工作面不發(fā)生冒頂事故是衡量工作面支護(hù)效果的一個(gè)標(biāo)志，對采煤工作面進(jìn)行有效支護(hù)可以加大老頂巖層的強(qiáng)度，從而在一定程度上保持老頂巖層的基本整體性，從而控制老頂巖層的下沉、彎曲和離層等危害的發(fā)生。

2 采煤工作面有效支護(hù)方式的合理選擇及創(chuàng)新

采煤工作面的圍巖分類與頂板支護(hù)方法：

①工作面圍巖分類。直接頂以直接頂初次垮落步距為基本指標(biāo)，進(jìn)行穩(wěn)定性分類。根據(jù)基本頂壓力顯現(xiàn)強(qiáng)烈程度，將基本頂壓力顯現(xiàn)分為四級。為避免支架或支柱在工作面出現(xiàn)壓入底板現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)實(shí)測的底板容許極限載荷強(qiáng)度作為基本指標(biāo)，底板抗壓剛度作為輔助指標(biāo)對工作面底板抗壓特性進(jìn)行分類。

②工作面頂板支護(hù)方式?；夭晒ぷ髅嬷Ъ苤饕袉误w摩擦式金屬支柱、單體液壓支柱和液壓自移支架等幾種，少數(shù)礦井也還使用木支柱。

根據(jù)張小樓井主要的生產(chǎn)情況以及地質(zhì)情況，主要采用錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)措施。采取錨桿全長錨固，讓錨桿與巖體充分的結(jié)合成為整體；使用雙層網(wǎng)，增強(qiáng)對巖體表面的約束力，防止由于局部巖體破碎掉落引起的承載結(jié)構(gòu)失衡；在煤巖交界面附近增補(bǔ)錨桿。增加煤層和巖層之間的粘著力，沿中線打一路托棚，增加拱形的承載能力；減小錨索的間排距，增加錨索的數(shù)量。運(yùn)用錨索的懸吊作用，將組合拱懸吊在組合拱以外的穩(wěn)定巖層中，讓組合拱與穩(wěn)定巖層形成整體。在進(jìn)行工作面支護(hù)支架就行安裝時(shí)，應(yīng)對張小樓井95213區(qū)域進(jìn)行切眼刷擴(kuò)，在進(jìn)行施工期間，應(yīng)及時(shí)增打中柱，確保中柱的初撐力符合規(guī)定，使用好臨時(shí)支護(hù)，避免采空作業(yè)，發(fā)現(xiàn)失效錨桿或錨索及時(shí)補(bǔ)打合格。

采用左旋無縱筋專用Ⅱ級高強(qiáng)螺紋鋼錨桿，規(guī)格為Φ22×2500mm。每排22根錨桿（含增補(bǔ)錨桿），錨桿間

排距700×700mm（增補(bǔ)錨桿與同排臨近錨桿間距350mm）。在巷道上幫自正頂向下第三根第五根錨桿之間各增補(bǔ)一根錨桿，下幫自正頂向下第四至第七根之間各增補(bǔ)一根錨桿，每排增補(bǔ)錨桿共5根。

頂部每根錨桿采用1卷MSK2850型、3卷MSM2850型樹脂藥錨固；幫部采用7655鑿巖機(jī)配合Φ32mm一字型鉆頭打眼時(shí)每根錨桿用1卷MSK2850型、3卷MSZ2850型樹脂藥錨固，采用幫部錨桿機(jī)配合Φ28mm麻花鉆桿打眼時(shí)每根錨桿用1卷MSK2350型、3卷MSZ2350型樹脂藥錨固。對于網(wǎng)片，可以采用塑料網(wǎng)片與鋼筋網(wǎng)片相結(jié)合，在塑料網(wǎng)片與鋼筋網(wǎng)片結(jié)合處加壓普通H型鋼帶。采用樹脂藥對錨桿進(jìn)行加固，要比噴射水泥的效用更為強(qiáng)勁，噴射水泥的錨固程度會受到水泥的牌號以及自身的材料特性的限制。此外，張小樓井95213材料道傾斜上方為95211采空區(qū)，預(yù)計(jì)采空區(qū)內(nèi)有積水約3000m3，則需要編制探放水設(shè)計(jì)。

3 小結(jié)

在采煤工作面采取切實(shí)有效的支護(hù)措施，通過科學(xué)的支護(hù)設(shè)計(jì)，保證其安全穩(wěn)定，達(dá)到采煤工作面有效支護(hù)的目的，確保礦井的經(jīng)濟(jì)效益與生產(chǎn)安全，以便于企業(yè)順利發(fā)展。經(jīng)過長時(shí)間的觀察與監(jiān)測，采用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)以后，張小樓井工作面支護(hù)效果較好，各項(xiàng)指標(biāo)均正常，巷道變形量得到了有效的控制。說明該段巷道在支護(hù)參數(shù)選擇方面較為合理，滿足了巷道穩(wěn)定性的要求。

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