急倾斜煤层巷道支护参数确定

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  摘 要:为保证工作面的正常回采,运输平巷采用长煤矿柔性掩护支架采煤方法的常规巷道掘进及支护方式。设备运输、安装,通风,运料等要求,要求运输平巷巷道断面底宽2000mm,顶宽500mm,高度1800mm。
  关键词:巷道;支护;参数
  1运输平巷支护参数确定
  运输巷道内安装40T刮板运输机运输,同时该运输机为回采工作面生产的运输设备。柔性掩护支架支撑高度1800mm,支架采用旧钢轨或工字钢制作。同时,在支架上布置钢丝绳绳卡,便于固定钢丝绳。每架按照设计和要求共设四个绳卡,每个绳卡间距500mm,最下一个绳卡距支架下端为500mm。“八”字形揉性掩护支架间距500mm,支架间利用木板链接。如图1
  图1 运输平巷断面支护图
  2开切眼支护
  运输平巷掘进完成后,掘进开切眼以安装支架及运输机,开切眼垂直与运输巷布置。工作面支护支架顶梁长度为2.6m,工作面采高为1.8m,以此确定开切眼断面宽高为3.4m×2.0m(净)。由于靠近煤层底板侧煤较软,且巷道断面较大,采用“金屬网+金属棚”联合支护方式。靠近顶板侧煤层较硬时采用“锚杆(锚索)+金属网”支护,靠近煤层底板侧煤质较软处采用工字钢及单体支柱支护。锚杆采用1.8m树脂锚杆,钢梁采用11#矿用工字钢。
  3工作面爆破参数设计
  工作面采用风煤钻打眼。煤层较软的靠近底板部分煤层炮眼采用单排眼布置,靠近顶板部分煤层炮眼采用双排眼布置。炮眼间距1.2m,每眼炮眼装药量300g/m。采用正向装药结构,每次落煤步距为0.8m。
  由于煤层靠近顶板侧较硬,而靠近底板侧较软,布置炮眼时,靠近底板处两组支架宽度内(2.0m)不进行放炮。此部分的落煤与底板处掘“三角形”岩石爆破同时进行,靠震动落煤,辅以人工落煤。
  煤层底部侧三角形岩石的爆破顺序为:先从工作面运输机巷侧爆破,待爆破到距离煤层底板2.0m时停止爆破,改为从煤层底板侧爆破三角形岩石,其煤炭利用爆破的三角形岩石震动煤壁。爆破后立即铺网,出该处的煤,然后移架(0.8m),防止漏顶。
  4铺设金属网
  为保证支架的稳定性,同时为留巷创造条件,工作面爆破后靠近底板侧软煤部分需铺设金属网。放炮落煤后铺设金属网,随即翻转前探梁,达到超前支护的目的,以防止支架上方“冒空”。金属网网宽1.0m,长度为软煤部分+1.0m,沿工作面长度方向铺设。网之间长边搭接宽度0.2m,用两股14#铁丝联接,铺网顺序由煤层顶板至煤层底板方向。铺网长度超过1组支架长度时,随即翻起支架前探梁,达到超前支护的目的。
  5留巷工艺
  留巷采用“八”字型揉性掩护支架。巷道内不安装设备,仅供行人及回风。巷道断面底宽0.8mm,顶宽0.5m,高度2m。柔性掩护支架采用旧钢轨或工字钢制作。同时,在支架上布置钢丝绳绳卡,便于固定钢丝绳。每架按照设计和要求共设四个绳卡,每个绳卡间距500mm,最下一个绳卡距支架下端为500mm。“八”字型揉性掩护支架间距0.5m,支架间利用木板链接。回采结束后回风巷的柔性掩护支架回收,以便下次利用。
  6急倾斜水平分层工作面上覆岩层的运动规律研究
  根据煤层倾角对顶板压力的影响,通过理论分析及大量实际观测证明,煤层倾角对回采工作面矿山压力显现影响较大。例如,随着煤层倾角增加,顶板压力将逐渐变小。
  假设上覆岩层的重量为W,如图2所示。由于煤层倾角增大,必然使沿岩层面的切向滑移力Q1=Wsinα,增大,而使作用于层面的垂直压力Q2=Wcosα,减小。
  W——上覆岩层的重力;Q2——垂直于岩层的分力;Q1——平行于岩层的分力。
  图2倾角对矿山压力的影响
  由于倾角增加,采空区顶板冒落的矸石不一定能留在原地,很可能沿着底板向下滑移,从而改变上覆岩层的移动规律。顶板的垮落从下至上可分为冒落带、导水断裂带和弯曲下沉带,根据对不同倾角煤层顶板的三带观测可以得出岩层运动的不均匀性,尤其是急倾斜煤层,基本上改变了原有的规律。由于急倾斜煤层倾角大,作用于顶煤上方的是上一分层的采空区而不是在直接顶和基本顶,这是急倾斜煤层放顶煤与一般综放工作面不同,从而造成了工作面矿压显现规律与一般综放工作面的差异。开采后的急倾斜煤层水平分层工作面顶板上覆岩层会发生周期性破断,破断后的岩块沿倾斜方向易铰接成岩梁。
  参考文献:
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