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[摘 要]12224工作面采煤会造成回采巷道应力扰动,在工作面前方会在回采巷道内形成超前应力集中。针对巷道超前集中应力产生的巷道变形严重、支护困难等难题,基于矿山压力与岩层控制理论,优化设计巷道支护方案,加强支护施工管理,对本工作面及类似条件下巷道支护管理提供了重要的参考依据。
[关键词]回采巷道 矿压显现 支护 管理
中图分类号:D63.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)01-0180-01
0.前言
12224工作面回采工作会造成采场应力的扰动和重新分布,在12224工作面前方回采巷道内会形成超前集中应力。如果支护不及时或者支护效果不好,超前集中应力将会造成一系列的巷道破坏问题,比如巷道大变形、冒顶、底鼓、片帮,严重影响矿井安全生产。
1.工程概况
12224综采工作面是提高回采上限工作面,采煤方法是走向长壁后退式一次采全高综合机械化采煤。工作面标高为-600~-650m,工作面走向长1000m,面长180m,工作面可采储量为120万吨。煤层坚固性系数0.6~0.8,煤厚1.5~3.2m,煤层平均厚度2.8m,煤层倾角5~13°,平均为7°。工作面切眼附近直接顶为砂质泥岩,直接顶厚度1.2~3.1m,工作面大部分为老顶中细砂岩直覆,厚2~9m。
2.回采巷道矿压显现规律
通过现场测得巷道变形量并进行分析,可得出该工作面回采时巷道矿压显现有如下规律:
(1)采动影响微小范围:在工作面前方40m以外,该段内巷道受回采影响很小,巷道顶板下沉速度较小,巷道维护状况良好。
(2)采动影响平缓范围:随工作面的推进,在23~40m范围内,由于巷道受工作面超前支承压力作用,顶底板移近速度逐渐增加。
(3)采动影响剧烈范围:随工作面的推进,由于受回采动压的强烈影响,在距工作面煤壁前方23m以内,巷道围岩变形剧烈,巷道变形速度明显增大。
由此可得出:在正常区域内巷道超前影响范围40m内应超前加强支护。
3.回采巷道超前支护设计及施工
(1)上顺槽顶板控制
1)上顺槽主要为U型棚支护,超前工作面煤壁60m在U型棚梁中间挑姊妹棚管理顶板,且超前工作面煤壁3~15m进行回棚作业,回棚后的巷道支护按回棚措施要求执行。
2)工作面开切眼至上顺槽S1+6.4m范围为锚网索支护,回采前距巷帮400mm处各挑一排,巷道中间挑一排。
3)若顶板压力增大,应及时增加挑棚密度和距离;必要时采取在U型棚中间施工固棚锚索。
4)正规走向棚以I11—4.5m矿用工字钢为棚梁,DZ—35(32、28)单体为腿,一梁四柱,挑棚梁对接。
(2)下顺槽顶板控制
1)下顺槽主要为U型棚支护,超前工作面煤壁60m在U型棚梁中间挑姊妹棚管理顶板(若因装载机无法挑棚时视现场压力情况采取套棚方式管理顶板),且超前工作面煤壁3~15m进行回棚作业,回棚后的巷道支护按回棚措施要求执行。
2)工作面开切眼至下顺槽Y1、Y11+2.4m~Y14+4m范圍为锚网索支护,回采前挑三排正规走向棚管理顶板(距巷帮400mm处各挑一排,距转载机或皮带输送机下沿300mm处挑一排)。
3)若顶板压力增大,应及时增加挑棚密度和距离;必要时采取在U型棚中间施工固棚锚索或喷、注浆加固。
4)正规走向棚以I11—4.5m矿用工字钢为棚梁,DZ—35(32、28)单体为腿,一梁四柱,挑棚梁对接。
(3)上、下顺槽支护管理
1)上、下顺槽绞车窝及硐室须超前工作面煤壁20m用双抗编织袋进行充填严实或挑棚或装木垛加强顶板支护。
2)所有安全出口与巷道连接处,巷道变形较大必须加强支护,安全出口和与之相连接的巷道必须设专人维护,发生断梁折柱,必须及时更换。
3)每班安排专人对上、下顺槽支护状况进行巡查,发现危棚、漏顶、空帮、破网等情况要及时进行处理;并进行顶板动态监测,发现顶板离层、破碎或压力增大时,及时增加挑棚、点柱等进行加强管理。
4)若巷道局部顶板压力大、顶板破碎时,可采取施工木点柱、挑棚或装木垛、套棚加强顶板支护;需加强支护地点顶板金属网破损、锈蚀严重,必须先补网。
(4)上、下顺槽卧底安全技术措施
1)卧底必须超前工作面5m以上距离,作业前严格执行“敲帮问顶”制度。
2)对施工附近的单体进行二次加压并检查单体的吊挂是否牢固可靠,否则用棕绳或双股10#铁丝重新吊挂,以防单体赤脚倒落伤人,巷道顶板破碎时必须支护完好后方可进行施工。
3)下顺槽卧底出货经皮带机运出,不得将货洒到底皮带上;上顺槽卧底出货使用矿车和工作面刮板输送机联合出货。
4)在皮带机下作业时,必须班长统一指挥,设专人监护;作业前,必须将H架用Φ12.5mm钢丝绳及与之配套的绳卡生根在顶板钢带或U型棚棚梁上,绳卡不少于2副,且H架必须用垫墩垫牢固;在底皮带下用旧皮带或大板做保护层,两侧用双股8#铁丝生根牢固;先向人行道侧出货,再转至皮带机出货;人员进出卧底段时,必须与控制台司机、皮带机司机联系清楚,确认皮带机停电闭锁后方可进出。
5)在转载机爬坡段架桥槽下卧底时,必须安排专人监护,发现转载机涌货时,监护人员立即通知卧底人员撤到安全地点,以防掉煤矸伤人。
6)上顺槽卧底需先卧轨道及两侧各500mm范围,将货出在人行道侧(下帮),将车辆打运至出货地点且掩牢后,集中出货;卧底与打运不得平行作业,若需打运,绞车司机必须与卧底作业人员联系清楚,经作业人员同意,安人警戒,待人员撤至安全地点后,方可进行打运作业。
7)上端头卧底时,不得与上端头收角、煤机在机尾割煤平行作业。
8)作业人员要相互协调,留好作业空间,防止手镐、风镐、铲子伤人。出货时,要确认出货方向无人员停留及穿过,防止抛出煤、矸伤人。
9)作业人员身体任何部位严禁正对锚索(杆),U型棚棚卡,防止锚索(杆)、U型棚棚卡崩落伤人。
10)卧底时严禁将铁器、木料等杂物直接攉至出煤系统。
11)煤机在端头割煤时,必须停止卧底;移端头支架、拉移转载机时,卧底人员必须停止作业,撤至安全地点。
4. 结论
通过优化后的回采巷道优化设计和施工方案设计,有效改进了巷道支护方法,提高了巷道支护质量,保证了回采巷道在受到超前集中应力扰动时不会发生矿井灾害,对保证矿井安全生产和提高煤矿效益起到了重要作用。
参考文献
[1] 吴士良.井巷工程[M].徐州:中国矿业大学出版社,2004.
[2] 袁和生.煤矿巷道锚杆支护技术[M].北京:煤炭工业出版社,1997.
[3] 钱鸣高.矿山压力及其控制[M].北京:煤炭工业出版社,1992.
作者简介:相桂桂,男,毕业于太原理工大学,现为河南煤业化工集团永煤公司顺和煤矿综掘队技术员。
[关键词]回采巷道 矿压显现 支护 管理
中图分类号:D63.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)01-0180-01
0.前言
12224工作面回采工作会造成采场应力的扰动和重新分布,在12224工作面前方回采巷道内会形成超前集中应力。如果支护不及时或者支护效果不好,超前集中应力将会造成一系列的巷道破坏问题,比如巷道大变形、冒顶、底鼓、片帮,严重影响矿井安全生产。
1.工程概况
12224综采工作面是提高回采上限工作面,采煤方法是走向长壁后退式一次采全高综合机械化采煤。工作面标高为-600~-650m,工作面走向长1000m,面长180m,工作面可采储量为120万吨。煤层坚固性系数0.6~0.8,煤厚1.5~3.2m,煤层平均厚度2.8m,煤层倾角5~13°,平均为7°。工作面切眼附近直接顶为砂质泥岩,直接顶厚度1.2~3.1m,工作面大部分为老顶中细砂岩直覆,厚2~9m。
2.回采巷道矿压显现规律
通过现场测得巷道变形量并进行分析,可得出该工作面回采时巷道矿压显现有如下规律:
(1)采动影响微小范围:在工作面前方40m以外,该段内巷道受回采影响很小,巷道顶板下沉速度较小,巷道维护状况良好。
(2)采动影响平缓范围:随工作面的推进,在23~40m范围内,由于巷道受工作面超前支承压力作用,顶底板移近速度逐渐增加。
(3)采动影响剧烈范围:随工作面的推进,由于受回采动压的强烈影响,在距工作面煤壁前方23m以内,巷道围岩变形剧烈,巷道变形速度明显增大。
由此可得出:在正常区域内巷道超前影响范围40m内应超前加强支护。
3.回采巷道超前支护设计及施工
(1)上顺槽顶板控制
1)上顺槽主要为U型棚支护,超前工作面煤壁60m在U型棚梁中间挑姊妹棚管理顶板,且超前工作面煤壁3~15m进行回棚作业,回棚后的巷道支护按回棚措施要求执行。
2)工作面开切眼至上顺槽S1+6.4m范围为锚网索支护,回采前距巷帮400mm处各挑一排,巷道中间挑一排。
3)若顶板压力增大,应及时增加挑棚密度和距离;必要时采取在U型棚中间施工固棚锚索。
4)正规走向棚以I11—4.5m矿用工字钢为棚梁,DZ—35(32、28)单体为腿,一梁四柱,挑棚梁对接。
(2)下顺槽顶板控制
1)下顺槽主要为U型棚支护,超前工作面煤壁60m在U型棚梁中间挑姊妹棚管理顶板(若因装载机无法挑棚时视现场压力情况采取套棚方式管理顶板),且超前工作面煤壁3~15m进行回棚作业,回棚后的巷道支护按回棚措施要求执行。
2)工作面开切眼至下顺槽Y1、Y11+2.4m~Y14+4m范圍为锚网索支护,回采前挑三排正规走向棚管理顶板(距巷帮400mm处各挑一排,距转载机或皮带输送机下沿300mm处挑一排)。
3)若顶板压力增大,应及时增加挑棚密度和距离;必要时采取在U型棚中间施工固棚锚索或喷、注浆加固。
4)正规走向棚以I11—4.5m矿用工字钢为棚梁,DZ—35(32、28)单体为腿,一梁四柱,挑棚梁对接。
(3)上、下顺槽支护管理
1)上、下顺槽绞车窝及硐室须超前工作面煤壁20m用双抗编织袋进行充填严实或挑棚或装木垛加强顶板支护。
2)所有安全出口与巷道连接处,巷道变形较大必须加强支护,安全出口和与之相连接的巷道必须设专人维护,发生断梁折柱,必须及时更换。
3)每班安排专人对上、下顺槽支护状况进行巡查,发现危棚、漏顶、空帮、破网等情况要及时进行处理;并进行顶板动态监测,发现顶板离层、破碎或压力增大时,及时增加挑棚、点柱等进行加强管理。
4)若巷道局部顶板压力大、顶板破碎时,可采取施工木点柱、挑棚或装木垛、套棚加强顶板支护;需加强支护地点顶板金属网破损、锈蚀严重,必须先补网。
(4)上、下顺槽卧底安全技术措施
1)卧底必须超前工作面5m以上距离,作业前严格执行“敲帮问顶”制度。
2)对施工附近的单体进行二次加压并检查单体的吊挂是否牢固可靠,否则用棕绳或双股10#铁丝重新吊挂,以防单体赤脚倒落伤人,巷道顶板破碎时必须支护完好后方可进行施工。
3)下顺槽卧底出货经皮带机运出,不得将货洒到底皮带上;上顺槽卧底出货使用矿车和工作面刮板输送机联合出货。
4)在皮带机下作业时,必须班长统一指挥,设专人监护;作业前,必须将H架用Φ12.5mm钢丝绳及与之配套的绳卡生根在顶板钢带或U型棚棚梁上,绳卡不少于2副,且H架必须用垫墩垫牢固;在底皮带下用旧皮带或大板做保护层,两侧用双股8#铁丝生根牢固;先向人行道侧出货,再转至皮带机出货;人员进出卧底段时,必须与控制台司机、皮带机司机联系清楚,确认皮带机停电闭锁后方可进出。
5)在转载机爬坡段架桥槽下卧底时,必须安排专人监护,发现转载机涌货时,监护人员立即通知卧底人员撤到安全地点,以防掉煤矸伤人。
6)上顺槽卧底需先卧轨道及两侧各500mm范围,将货出在人行道侧(下帮),将车辆打运至出货地点且掩牢后,集中出货;卧底与打运不得平行作业,若需打运,绞车司机必须与卧底作业人员联系清楚,经作业人员同意,安人警戒,待人员撤至安全地点后,方可进行打运作业。
7)上端头卧底时,不得与上端头收角、煤机在机尾割煤平行作业。
8)作业人员要相互协调,留好作业空间,防止手镐、风镐、铲子伤人。出货时,要确认出货方向无人员停留及穿过,防止抛出煤、矸伤人。
9)作业人员身体任何部位严禁正对锚索(杆),U型棚棚卡,防止锚索(杆)、U型棚棚卡崩落伤人。
10)卧底时严禁将铁器、木料等杂物直接攉至出煤系统。
11)煤机在端头割煤时,必须停止卧底;移端头支架、拉移转载机时,卧底人员必须停止作业,撤至安全地点。
4. 结论
通过优化后的回采巷道优化设计和施工方案设计,有效改进了巷道支护方法,提高了巷道支护质量,保证了回采巷道在受到超前集中应力扰动时不会发生矿井灾害,对保证矿井安全生产和提高煤矿效益起到了重要作用。
参考文献
[1] 吴士良.井巷工程[M].徐州:中国矿业大学出版社,2004.
[2] 袁和生.煤矿巷道锚杆支护技术[M].北京:煤炭工业出版社,1997.
[3] 钱鸣高.矿山压力及其控制[M].北京:煤炭工业出版社,1992.
作者简介:相桂桂,男,毕业于太原理工大学,现为河南煤业化工集团永煤公司顺和煤矿综掘队技术员。