淺析孤島工作面回采巷道圍巖控制技術(shù)

郭路

(晉煤集團(tuán)寺河煤礦二號(hào)井,山西晉城 048000)

淺析孤島工作面回采巷道圍巖控制技術(shù)

郭路

(晉煤集團(tuán)寺河煤礦二號(hào)井,山西晉城 048000)

在煤礦開采的生產(chǎn)過程中,由于采掘工作面的接替頻繁,再加上礦井的集中生產(chǎn)等因素,使得很多礦井的采區(qū)內(nèi)區(qū)段回采多數(shù)采用調(diào)采布置的方式,這就在使得采掘工作面形成了很多的“孤島”工作面,這就給煤礦的安全生產(chǎn)和正常運(yùn)行帶來很多的困難。本文重點(diǎn)論述了孤島工作面回采巷道圍巖控制技術(shù),主要包括孤島工作面回采巷道圍巖控制技術(shù),強(qiáng)化支護(hù)巷道頂板、對頂板壓力的壓力進(jìn)行控制,強(qiáng)化兩幫技術(shù),卸壓槽的開挖,以及加速推進(jìn)。

孤島 工作面 回采巷道 圍巖控制 技術(shù)

隨著礦井的日趨的老化，回采工作面的孤島煤柱再不斷的增加。在采掘煤礦的過程當(dāng)中，由于開采銜接、要么是防止工作面采動(dòng)影響到附近的工作面順槽圍巖，采掘工作面需要實(shí)施跳采的順序，這會(huì)導(dǎo)致孤島工作面的出現(xiàn)，而孤島工作面的特點(diǎn)是：孤島工作面處在集中應(yīng)力的范圍，有著非常顯著的礦山壓力，較難維護(hù)巷道，這不利于采掘煤礦的高效性和安全性。為此，分析和探索孤島工作面回采巷道圍巖控制技術(shù)是確保煤礦企業(yè)高效和安全生產(chǎn)的前提條件，有著非常重大的實(shí)際意義。

1 孤島工作面回采巷道圍巖控制技術(shù)

1.1 支護(hù)形式

采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)方式。通過全長樹脂錨固高強(qiáng)度錨桿、W鋼帶和小孔徑預(yù)應(yīng)力錨索等支護(hù)技術(shù)提高巷道圍巖強(qiáng)度，充分調(diào)動(dòng)圍巖的承載能力，形成共同承載結(jié)構(gòu)，達(dá)到永久支護(hù)的目的。

1.2 錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)機(jī)理分析

在巷道表面圍巖內(nèi)施加高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力錨桿，在錨桿錨固力的作用下，形成具有一定強(qiáng)度和厚度的“壓力拱”來承受地壓，達(dá)到控制破碎區(qū)圍巖變形和破壞的目的，保持其穩(wěn)定性。錨桿支護(hù)對巷道圍巖強(qiáng)度、圍巖結(jié)構(gòu)和圍巖應(yīng)力都有不同程度的改善。

1.3 錨桿的支護(hù)參數(shù)

錨桿采用左旋無縱筋高強(qiáng)度螺旋紋鋼錨桿，規(guī)格為Φ20×2400mm。每根錨桿采用樹脂錨固劑全長錨固。全長錨固對圍巖變形反應(yīng)靈敏，即使圍巖較小的變形就能引起錨桿較大的工作阻力。錨桿外露長度小于50mm，間排距900×900mm。為保證足夠的預(yù)應(yīng)力，托盤采用10mm高強(qiáng)度鋼板壓成碟形。頂網(wǎng)和幫網(wǎng)均采用10#熱鍍鋅低碳鐵絲加工制成，規(guī)格為1000×4000mm。金屬網(wǎng)搭接長度100mm，每間隔200mm用14#鐵絲擰兩圈扎牢。鋼帶采用W鋼帶，采用厚度3.0mm的優(yōu)質(zhì)鋼材經(jīng)冷軋制作，W鋼帶鋼材利用率高，對不平整頂板的適應(yīng)性強(qiáng)，錨桿、錨索穿過鋼帶預(yù)留孔，當(dāng)頂板來壓時(shí)，能有效約束錨桿間的松動(dòng)圍巖。

2 加強(qiáng)孤島工作面回采巷道圍巖控制措施

2.1 強(qiáng)化支護(hù)巷道頂板,對頂板壓力的壓力進(jìn)行控制

因?yàn)樵诨夭芍?，孤島工作面巷道圍巖就受到壓力的制約作用，巷道圍巖有著比較大的松動(dòng)圈，借助通常的錨桿進(jìn)行支護(hù)難以實(shí)現(xiàn)理想的效果。為了對頂板的壓力進(jìn)行控制，在巷道固有的錨網(wǎng)支護(hù)的前提條件下，在頂板上根據(jù)一定的打預(yù)應(yīng)力錨索。因?yàn)殄^索有著比較大的長度，可以往巷道圍巖松動(dòng)圈外面延伸，這有利于增加頂板的自身懸吊能力。在距離工作面相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)使用單體柱做腿，超前支護(hù)使用花邊工字鋼梁，從而使得超前支護(hù)棚子、木垛、點(diǎn)柱、錨索，以及錨桿所組成的綜合密集支護(hù)形成。

2.2 強(qiáng)化兩幫技術(shù)

因?yàn)楣聧u工作面的上下區(qū)段已經(jīng)完成了回采，通常情況下上、下區(qū)段的基本頂斷裂已經(jīng)延伸到了工作面之內(nèi)，使得接近工作面兩端頭的煤體(涵蓋巷道上下幫的媒體)在進(jìn)行采掘之前就應(yīng)經(jīng)受到了壓力的制約作用，進(jìn)而破壞了煤層的構(gòu)造，降低了頂板的支撐能力。尤其是沿空掘巷，剩下的隔離煤柱已經(jīng)松散，這大大地降低了頂板的支撐作用。為此，借助一定長度的管縫錨桿，結(jié)合相應(yīng)的間距對巷道兩幫補(bǔ)打錨桿，實(shí)施加密維護(hù)。在距采面幾百米處，巷道兩幫用圓木，可以根據(jù)1m的間距打貼幫點(diǎn)柱，這樣不但實(shí)現(xiàn)了護(hù)幫的目的，而且也使得兩幫支撐力得以分解。并且在距離工作面的巷道煤體內(nèi)擴(kuò)幫，根據(jù)一定的間距打木垛，進(jìn)而使得兩幫松軟導(dǎo)致的支撐力降低得以彌補(bǔ)。

2.3 卸壓槽的開挖

因?yàn)橄锏赖膲毫^大，只是被動(dòng)地支護(hù)抗壓難以實(shí)現(xiàn)理想的效果，能夠?qū)⒁惶撞擅孢\(yùn)輸機(jī)機(jī)尾和20型輕型刮板輸送機(jī)搭接在風(fēng)巷里面，實(shí)施拉底擴(kuò)幫。拉底的時(shí)候不但要使在2.2m之外，而且在巷道中間1m的區(qū)域之內(nèi)實(shí)現(xiàn)2.7m的高度，以此充當(dāng)卸壓槽。從而使得巷道底部壓力抗壓實(shí)施卸壓，并且對擴(kuò)幫的部分補(bǔ)打錨桿點(diǎn)柱，強(qiáng)化支護(hù)。

2.4 加速推進(jìn)

在對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整的基礎(chǔ)上，確保通暢的采面外圍系統(tǒng)，強(qiáng)化檢修采面裝置，使得開機(jī)率提高，以及使得采面的推進(jìn)速度加快，盡可能地降低采動(dòng)壓力對兩巷的制約作用。在生產(chǎn)實(shí)際當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)8.0m的最高日推進(jìn)度，從而減少回采巷道圍巖變形。

3 效果評價(jià)以及建議

巷道沒有出現(xiàn)變形的情況，這體現(xiàn)了注漿錨索加固使得支護(hù)的強(qiáng)度提高，實(shí)現(xiàn)了十分理想的加固效果。在實(shí)施上述技術(shù)之后，跟以往相比，巷道狀況有了較好的改善。此采面基本上實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)的要求，然而依舊是被動(dòng)地抗壓。這就要求對回采巷道加大投入，不斷地探究更加有效的孤島工作面回采巷道圍巖控制技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)更加理想的效果。

4 結(jié)語

綜上所述，孤島工作面回采巷道雖然采取了不少有效的措施，也取得了較好的效果，但主要還是被動(dòng)抗壓措施?；夭上锏佬枰度艘恢ш?duì)伍來配合生產(chǎn)，投人較大；如何增加回采巷道兩幫自身的支承強(qiáng)度，維護(hù)其頂板巖層的完整性，在以后的設(shè)計(jì)施工中應(yīng)統(tǒng)一考慮。特別是在采掘煤礦的過程中，由于孤島工作面有著十分顯著的礦山壓力，對工作面圍巖的控制是十分艱難的，而有效地處理這個(gè)問題，能夠確保高效和高產(chǎn)的綜放工作面。對孤島工作面頂板壓力的規(guī)律進(jìn)行分析和探索，有利于管理礦井頂板，在應(yīng)用以上的一些策略和技術(shù)之后，孤島工作面圍巖控制實(shí)現(xiàn)了一定的效果，巷道變形得以控制，也減少了工作面瓦斯的聚集和頂?shù)装逡平?，以及提高了孤島工作面的安全性和穩(wěn)定性，而且使得孤島工作面勞動(dòng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度變小。

[1]邵景柱.孤島綜放采場覆巖運(yùn)動(dòng)破壞特征和礦壓顯現(xiàn)研究[D].沈陽：東北大學(xué),2003.

[2]陳炎光,錢鳴高.中國煤礦采場圍巖控制[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1994.

[3]錢鳴高.20年來采場圍巖控制理論實(shí)踐[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2000,29(1)：1-4.

郭路(1985—),男,漢族,2013年畢業(yè)于太原理工大學(xué)采礦工程專業(yè),現(xiàn)在晉煤集團(tuán)寺河煤礦二號(hào)井工作,負(fù)責(zé)礦井生產(chǎn)調(diào)度指揮技術(shù)工作,助理工程師。