某礦3-7081順槽支護(hù)方式

武　翀

(山西省長治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司)

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某礦3-7081順槽支護(hù)方式

武翀

(山西省長治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司)

通過對(duì)某礦3-7081順槽地面概況、井下位置、四鄰采掘情況、巷道布置以及所在煤層頂?shù)装?、地質(zhì)構(gòu)造情況進(jìn)行了詳細(xì)分析，確定了3-7081順槽臨時(shí)支護(hù)、永久支護(hù)、特殊支護(hù)、加強(qiáng)支護(hù)方案及支護(hù)參數(shù)。實(shí)踐表明：通過優(yōu)化支護(hù)參數(shù)，合理安排了生產(chǎn)工序，保證了施工安全，可供類似礦山參考。

順槽支護(hù)支護(hù)方案支護(hù)參數(shù)

某礦3-7081順槽巷道位于西墳上村西北側(cè)，青龍溝村東南側(cè)，地面無構(gòu)筑物和河流。3-7081順槽巷道東側(cè)鄰近3-7082順槽(未掘)，西側(cè)鄰近八采區(qū)回風(fēng)巷(已掘)，南側(cè)立交與西二軌道、運(yùn)輸巷，與西二回風(fēng)巷相通，北側(cè)鄰近保安煤柱。該工作面所掘煤層屬沁水煤田3#煤層，為二疊系下統(tǒng)山西組，煤層賦存穩(wěn)定、煤質(zhì)變異小、屬貧瘦煤，煤層平均厚6.25m，煤層傾角1°～ 3°，普氏硬度系數(shù)為1.5。該煤層直接頂為砂質(zhì)泥巖，厚3.99m，基本頂為中粒砂巖，厚3.33m，直接底為砂質(zhì)泥巖，厚6.50m，基本底為中粒砂巖，厚1.00m。3-7081順槽3#煤層總體向西北傾斜，局部坡度變化不大，煤層亦無較大變化，水文地質(zhì)類型中等。該工作面掘進(jìn)至-508.7m處會(huì)遇見F7-15斷層，該斷層落差2.7m，走向N30°W，傾角75°；掘進(jìn)至-733.5m處會(huì)遇到F8-20斷層，該斷層落差3m，走向N89°W,傾角75°。受上述斷層影響，3-7081順槽工作面掘進(jìn)時(shí)局部地段圍巖較破碎，并伴有斷層裂隙水。依據(jù)采區(qū)工作面設(shè)計(jì)，3-7081順槽巷道為矩形斷面，凈寬5m，凈高3m，沿3#煤層底板掘進(jìn), 坡度1°～ 3°，開口處坐標(biāo)(X、Y、Z)3 996 267.868 1，19 681 054.492 5，574.031m，掘進(jìn)方位角268°13′23″。為確保該礦3-7081順槽巷道安全生產(chǎn)，本研究對(duì)該順槽巷道支護(hù)方案及支護(hù)參數(shù)進(jìn)行分析。

1　臨時(shí)支護(hù)

1.1支護(hù)形式

采用ZLJ-5.5機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置配合2根直徑3寸鋼管作為前探梁，每根前探梁分別用2個(gè)卡環(huán)固定于機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置的頂梁上，前探梁用背板接頂，背緊背牢(背板采用優(yōu)質(zhì)松木，規(guī)格為4 300mm×350mm×50mm)，木板長度需滿足臨時(shí)支護(hù)要求。臨時(shí)支護(hù)距工作面煤壁300mm，距工作面兩側(cè)煤壁350mm。前探梁采用直徑3寸，長3.5m、厚度不小于5mm的鋼管制作?？ōh(huán)采用厚為10mm的鋼板制作，固定于機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置的頂梁兩側(cè)。

1.2支護(hù)工藝、工序及要求

掘進(jìn)機(jī)割出(或爆破)一個(gè)循環(huán)進(jìn)度后，將掘進(jìn)機(jī)退出迎頭往外2m，使截割頭落地，閉鎖截割部電機(jī)，斷開掘進(jìn)機(jī)的電源開關(guān)和磁力啟動(dòng)器的隔離開關(guān)，嚴(yán)禁非專職司機(jī)操作掘進(jìn)機(jī)。帶班長應(yīng)站立于有效支護(hù)的安全區(qū)用長度不小于2.5m的工具處理干凈頂幫的活矸(煤)，并進(jìn)行敲幫問頂。確保無問題后，作業(yè)人員站立于有效支護(hù)的安全區(qū)掛聯(lián)兩片頂網(wǎng)。頂網(wǎng)掛聯(lián)完畢后，將頂鋼帶連同頂網(wǎng)、木板放置于機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置的2根前探梁上方，并固定牢固，并由綜掘機(jī)司機(jī)操作機(jī)載臨時(shí)支護(hù)裝置，使頂梁接頂，且具有一定的初撐力。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)司機(jī)操作液壓控制手柄升降前探梁時(shí)，截割頭及鏟板附近嚴(yán)禁站人。發(fā)現(xiàn)頂板壓力大、頂板離層、頂板有響聲時(shí)，應(yīng)立即停止作業(yè)，撤出工作面所有人員，待頂板穩(wěn)定后，由外至內(nèi)加強(qiáng)信號(hào)柱支護(hù)后方可繼續(xù)作業(yè)。當(dāng)頂板嚴(yán)重不平、巷道開口無法使用前探梁時(shí)，須使用2根戴帽點(diǎn)柱進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。掘進(jìn)工作面須配備的備用支護(hù)材料為10根長4.8m、直徑0.16m和20根長3m、直徑0.16m的圓木，備用支護(hù)材料距工作面迎頭不宜大于200m(圖1)。

2　永久支護(hù)

3-7081順槽支護(hù)方式為錨桿+鋼帶+網(wǎng)+錨索。打錨桿時(shí)須遵循“由外向里、先頂后幫、先中間后兩邊”的支護(hù)工序。

圖1　3-7081順槽臨時(shí)支護(hù)示意

(1)錨桿。頂、幫錨桿均采用φ22mm、長2 400mm的無縱筋左旋螺紋鋼金屬錨桿，間排距均為800mm。頂錨桿預(yù)緊力矩不小于320N·m(且不大于500N·m)，錨固力為150kN。幫錨桿預(yù)緊力矩不小于320N·m(且不大于500N·m),錨固力為100kN。錨桿外露長度為10～40mm。

(2)錨索。采用φ22mm、長9 000mm的19股高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨索布置方式為雙排布置，每排2根，錨索間距2 400mm，排距1 600mm。錨固長度為1 550mm，預(yù)應(yīng)力不小于150kN，錨固力為300kN。錨索外露長度為鎖具以外150～250mm。在開口、交叉點(diǎn)、近切眼處應(yīng)增加2～3根錨索。每掘進(jìn)50m探一次老頂距離，根據(jù)地質(zhì)條件調(diào)整錨索長度。

(3)樹脂錨固劑。頂錨桿采用MSK2335和MSZ2360型各一支，兩幫錨桿采用MSZ2360型一支，錨索采用MSK2335型一支、MSZ2360型2支。

(4)金屬網(wǎng)規(guī)格。金屬網(wǎng)使用10#鐵絲制作的經(jīng)緯金屬網(wǎng)，網(wǎng)格為50mm×50mm。金屬網(wǎng)之間長邊搭接100mm，短邊搭接200mm，聯(lián)網(wǎng)時(shí)用16#鉛絲雙絲雙扣、雙邊雙聯(lián)、孔孔相聯(lián)，須連接牢固，確保聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量。

(5)絕緣網(wǎng)參數(shù)。單根拉斷力大于2 400N，拉斷伸長率小于25%，拉伸強(qiáng)度大于180MPa，上、下表面電阻值均小于1.0×109Ω。巷道每掘進(jìn)50m，全斷面鋪設(shè)一排絕緣網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)要求與金屬網(wǎng)一致。

(6)鋼帶。鋼帶采用φ14mm圓鋼制作，頂鋼帶規(guī)格4 700mm×60mm(長×寬)，幫鋼帶規(guī)格2 800mm×60mm(長×寬)。

(7)托板。錨桿托板采用規(guī)格為150mm×150mm×10mm(長×寬×高)的拱形高強(qiáng)度金屬托板，配合球形墊和減阻尼龍墊圈，托板拱高應(yīng)大于36mm，承載能力不小于230kN；錨索托板采用規(guī)格為250mm×250mm×20mm(長×寬×高)的金屬托板，鎖具型號(hào)為KM22。錨桿、錨索托板須緊貼巷壁。

3　特殊支護(hù)

當(dāng)3-7081順槽巷道穿越斷層、陷落柱及圍巖破碎帶時(shí)，應(yīng)及時(shí)縮短錨索間排距，采用錨網(wǎng)+木棚聯(lián)合支護(hù)方式。選用直徑不小于160mm的圓木分3段搭接制作木棚，搭接長度不小于450mm，木棚與巷幫之間用背板接幫，背緊背牢。為確保結(jié)合緊密，在梁棚接口處與頂幫圍巖之間用4個(gè)角楔楔緊，以便承受該處較大的擠壓力。木棚排距800mm，圍巖較破碎時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況縮短木棚排距。

4　加強(qiáng)支護(hù)

3-7081順槽加強(qiáng)支護(hù)采用打點(diǎn)柱的形式，點(diǎn)柱采用直徑不小于160mm的圓木，每掘進(jìn)10m在皮帶機(jī)尾后支設(shè)一根點(diǎn)柱。頂部墊一塊規(guī)格為300mm×500mm×100mm(長×寬×高)的木質(zhì)墊板。打點(diǎn)柱時(shí)應(yīng)確保上部木板緊貼頂板，下部柱底應(yīng)打在硬底上、打穩(wěn)打?qū)?，如遇底板破碎須“穿鞋”，柱鞋?guī)格為300mm×300mm×100mm(長×寬×高)。若局部壓力增大，導(dǎo)致出現(xiàn)支柱受擠壓、變形、彎曲、柱體開裂等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施，加強(qiáng)該段支護(hù)(表1、圖2)。如遇特殊地質(zhì)情況造成工作面圍巖破碎，應(yīng)及時(shí)采用五花眼或排距為800mm的平行支護(hù)方式布置錨索。

表1　3-7081順槽加強(qiáng)支護(hù)材料及規(guī)格

圖2　3-7081順槽加強(qiáng)支護(hù)施工斷面

5　結(jié)　語

分別對(duì)某礦3-7081順槽臨時(shí)支護(hù)、永久支護(hù)、特殊支護(hù)、加強(qiáng)支護(hù)方案進(jìn)行了分析，并對(duì)各方案對(duì)應(yīng)的支護(hù)參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)討論，對(duì)于類似礦山有一定的參考價(jià)值。

2016-04-12)

武翀(1989—)，男，助理工程師，047100 山西省長治縣韓店鎮(zhèn)新建路115號(hào)。