畢節(jié)市煤礦回采巷道錨網(wǎng)支護(hù)研究

盧海親

[摘 要]巷道是井下生產(chǎn)的動(dòng)脈。巷道支護(hù)設(shè)計(jì)的合理與否對(duì)一個(gè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)的安全條件有著直接的影響。因此，合理的選擇支護(hù)形式就顯得尤其重要。在煤礦井巷中，回采巷道的長度占礦井巷道總長度的60%以上。本文以畢節(jié)市黔西縣境內(nèi)的A礦1903運(yùn)輸巷支護(hù)技術(shù)改革取得的成功經(jīng)驗(yàn)為例，通過支護(hù)技術(shù)改革前后對(duì)比、數(shù)值分析及工程實(shí)踐表明，得出回采巷道采用錨網(wǎng)支護(hù)的重要性。

[關(guān)鍵詞]回采巷道 支護(hù)現(xiàn)狀 支護(hù)方案 變形監(jiān)測

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）01-0029-01

引言

據(jù)《BP世界能源統(tǒng)計(jì)2012》發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2012年，中國煤炭產(chǎn)量為37.3，占全世界比重為47.5。煤炭是我國各種能源中最為豐富的資源，估計(jì)在今后40年以內(nèi)，煤炭仍然是我國的主導(dǎo)能源。但是，我國煤礦以中、小型礦井居多，這些礦井基本上都是采用平硐開拓、立井開拓或斜井開拓方式進(jìn)行開采，而每年這些煤礦井下巷道掘進(jìn)工程量達(dá)千萬米，以前采用傳統(tǒng)的棚式支護(hù)，導(dǎo)致煤礦每年投入到巷道維護(hù)的費(fèi)用非常大，而且頂板事故時(shí)有發(fā)生。因此，為了保持巷道的完整，改善工作條件和工作環(huán)境，防止頂板事故的發(fā)生，推廣煤礦井下回采巷道選用錨網(wǎng)支護(hù)，對(duì)確保礦井安全生產(chǎn)和員工生命財(cái)產(chǎn)安全方面起著至關(guān)重要的作用，作者根據(jù)A礦回采巷道支護(hù)改革的工程實(shí)踐表明錨網(wǎng)支護(hù)不但支護(hù)成本低、勞動(dòng)強(qiáng)度小，而且成巷速度快、井巷斷面利用率大，是一種備受人們認(rèn)可的有效的采準(zhǔn)巷道支護(hù)形式 。

一、畢節(jié)市煤礦回采巷道支護(hù)現(xiàn)狀

畢節(jié)市是主要產(chǎn)煤市，近年來煤礦企業(yè)在畢節(jié)工業(yè)強(qiáng)市中發(fā)揮著重要的作用，但據(jù)統(tǒng)計(jì)，畢節(jié)市僅有1/3左右的煤礦采用了錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)，人們還是習(xí)慣于傳統(tǒng)的棚式支護(hù)，觀念還停留在以前，對(duì)錨網(wǎng)支護(hù)理論的理解和認(rèn)識(shí)還是不到位，導(dǎo)致煤礦頂板事故時(shí)常發(fā)生。

據(jù)統(tǒng)計(jì)：2008年1月1日至2014年11月3日期間，畢節(jié)市發(fā)生的煤礦事故起數(shù)為197起，死亡人數(shù)為279人。其中煤礦頂板事故起數(shù)為112起，死亡人數(shù)為126人，所占比例分別為56.85%和45.16%，在所有事故類型中所占比例最大。詳見表1.1。

二、回采巷道支護(hù)技術(shù)改革

2014年以前，畢節(jié)市煤礦頂板事故頻發(fā)，安全形勢嚴(yán)峻，為扭轉(zhuǎn)局勢，煤礦必須進(jìn)行支護(hù)技術(shù)改革，即在畢節(jié)市范圍推廣使用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)。下面以畢節(jié)市黔西縣泰來鄉(xiāng)境內(nèi)的A礦1903運(yùn)輸巷支護(hù)技術(shù)改革取得的成效為例。

1.礦井概況

A礦位于畢節(jié)市黔西縣泰來鄉(xiāng)境內(nèi)，生產(chǎn)規(guī)模為15萬t/a，屬生產(chǎn)礦井。在2011年至2013年期間，主采9號(hào)煤層。9號(hào)煤層位于龍?zhí)督M中下部，而龍?zhí)督M以細(xì)碎屑巖為主，含煤8～10層左右，平均厚179.68m。9號(hào)煤層上距4號(hào)煤層平均40.9m，下距15號(hào)煤層平均29.5m。直接頂板為泥巖，厚約1.5m，老頂為粉砂巖，厚約38.3m；直接底板為泥巖，厚約1.6m，老底為粉砂巖，厚約26.2m。

2.棚式支護(hù)

A礦2011年、2012年期間，回采巷道支護(hù)方式為傳統(tǒng)的棚式支護(hù)，巷道長度在300至500m不等，巷道斷面為梯形斷面，掘進(jìn)斷面為5.3m2，凈斷面為4.3m2。每年回采巷道掘進(jìn)工程量約1000m。該礦棚式支護(hù)材料采用工字鋼自制，每米巷道使用3架工字鋼進(jìn)行支護(hù)，支護(hù)間距為0.33m，每米巷道材料消耗約185kg，每年需消耗的工字鋼約262.5噸，每噸工字鋼約需4000元，因此每年采用工字鋼支護(hù)成本約74萬元（不含人工費(fèi)、木材消耗費(fèi)用等），巷道維護(hù)費(fèi)約60萬元。

3.錨網(wǎng)支護(hù)

2013年初，該礦回采巷道開始使用錨網(wǎng)支護(hù)，巷道斷面為梯形斷面，掘進(jìn)斷面為8.32m2，凈斷面為7.98m2。具體的支護(hù)參數(shù)如下：

（1）巷頂錨桿采用Ф20mm×2000mm錨桿，間排距為1000mm×1000mm。

（2）巷幫錨桿采用Ф20mm×2000mm錨桿，間排距為1000mm×1000mm。

（3）底板：不支護(hù)。

該礦每年巷道掘進(jìn)工程量約1500m。采用錨網(wǎng)支護(hù)每米巷道消耗錨桿材料9根，每米巷道消耗鋼帶材料7.6m，因此每年消耗錨桿13500根，消耗鋼帶材料11400m，支護(hù)成本約70萬元（不含人工費(fèi)、鋼絲網(wǎng)費(fèi)用等），基本上不存在巷道維護(hù)費(fèi)。

4.支護(hù)技術(shù)改革成效

經(jīng)過工程實(shí)踐表明，采用錨網(wǎng)支護(hù)，明顯優(yōu)于棚式支護(hù)，在頂板管理、巷道維護(hù)、生產(chǎn)提速等方面有了顯著成效。主要表現(xiàn)在：

（1）降低巷道維護(hù)費(fèi)，每年節(jié)約60萬左右的巷道維護(hù)費(fèi)；

（2）在支護(hù)成本費(fèi)基本相同的情況下，采用錨桿支護(hù)的巷道斷面明顯比棚式支護(hù)的巷道斷面大得多，巷道有效斷面利用率高，通風(fēng)阻力??；

（3）節(jié)約大量木材和鋼材，減少支護(hù)材料的運(yùn)輸量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度；

（4）變被動(dòng)支護(hù)為主動(dòng)支護(hù)；

（5）采用錨網(wǎng)支護(hù)后，沒有發(fā)生過頂板事故；

（6）采用錨網(wǎng)支護(hù)后，巷道掘進(jìn)速度快，每年多掘進(jìn)巷道工程量約500m。

三、巷道變形監(jiān)測

1.頂板離層儀監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

巷道頂板離層量是評(píng)價(jià)巷道穩(wěn)定性、支護(hù)可靠性的重要指標(biāo)。黔西縣泰來鄉(xiāng)境內(nèi)的A礦在1903運(yùn)輸巷前段400m范圍內(nèi)每隔50m布置一個(gè)頂板離層指示儀，1903回風(fēng)巷前段150m范圍內(nèi)每隔50m布置一個(gè)頂板離層指示儀，共布置12個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。根據(jù)9號(hào)煤層的圍巖情況，每個(gè)測孔內(nèi)布置2個(gè)測點(diǎn)，深部測點(diǎn)距巷道頂板表面3m，淺部測點(diǎn)距巷道頂板表面1.5m，通過觀測數(shù)據(jù)來判斷錨固區(qū)內(nèi)和錨固區(qū)外的頂板離層量。

2014年2月，深入A礦現(xiàn)場，與礦方技術(shù)人員進(jìn)行溝通了解，并收集了1903運(yùn)輸巷測點(diǎn)1、測點(diǎn)3、測點(diǎn)7的頂板離層監(jiān)測數(shù)據(jù)，下面以測點(diǎn)1的頂板離層數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。測點(diǎn)1頂板離層數(shù)據(jù)詳見表3.1。

由表所知，測點(diǎn)1在錨固區(qū)內(nèi)的最大離層值為10mm，大于錨固區(qū)外的最大離層值6mm，這說明巷道頂板錨桿支護(hù)參數(shù)是合理的，能有效控制巷道頂板的變形。

2.巷道表面收斂量

此次深入A礦未收集到巷道表面收斂量方面的資料，但據(jù)礦方技術(shù)人員介紹，從1903工作面運(yùn)輸巷開始掘進(jìn)至1903工作面回采結(jié)束的時(shí)間約為11個(gè)月，在這期間，巷道表面未出現(xiàn)大的變形，也未出現(xiàn)頂板垮落現(xiàn)象，總體來說，巷道支護(hù)后穩(wěn)定性較好。

通過巷道變形數(shù)值分析和煤礦實(shí)踐再次表明，錨桿支護(hù)能有效控制巷道的變形。

四、結(jié)語

近年來，畢節(jié)市大部分煤礦回采巷道采用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)后，煤礦頂板事故大幅下降，安全形勢明顯好轉(zhuǎn)。為確保職工生命財(cái)產(chǎn)安全，實(shí)現(xiàn)畢節(jié)市煤礦高產(chǎn)、高效、健康發(fā)展，在畢節(jié)市煤礦回采巷道推廣使用錨網(wǎng)支護(hù)技術(shù)是很有必要的。