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摘 要:工作面切眼刷扩,帮部常规采用锚网支护。鉴于1541(1)切眼扩刷后,综采设备30天内安装完毕,进入采煤程序后,要对回采侧帮部支护进行拆除,故切眼扩刷,对于回采侧帮部支护有效时间要求不超过2个月,综合分析我矿1541(1)切眼地质条件及掘进后帮顶移近量情况,因此提出采用“单体液压支柱垂直于顶底板加压至20Mpa,配合塘材棍、条笆”抗帮抗顶、支护帮部的设想,确保回采前帮部及顶底板位移量较小,切眼尺寸满足综采设备安装及安全需要。
关键词:采矿工程;切眼扩刷;单体背帮;节支降耗
淮南矿业集团潘一矿1541(1)工作面所采11-2煤,煤层厚0.2~2.7m,平均1.52m。根据煤层地质条件及综采设备装备技术水平,该工作面选用ZZ7000-13/26液压支架。原切眼施工规格:宽×高=5000×2800mm,扩刷后断面规格:宽×高=7100×2800mm,扩刷断面规格:宽×高=2100×2800mm。
1 煤层围岩特征
1.1 煤层赋存情况
本面位于潘一矿东三采区四区段,潘集背斜转折端附近,煤层赋存稳定,工作面中部煤层倾角缓,东、西部煤层倾角大,煤层产状为113~220°∠4~12°, 11-2煤:黑色,块状为主,含少量粉末状,半亮型,厚0.2~2.7m,平均1.52m。
1.2 煤层顶、底板岩性
老顶:中细砂岩(0~10.8/5.8m),灰白色,中细粒结构,局部夹较多细砂岩薄层水平层理,岩芯较完整,较坚硬。
直接顶:砂质泥岩(0~8.9/4.5m),灰~深灰色,砂泥质结构为主;11-3煤(0~0.7/0.4m),黑色。
直接底:砂质泥岩(1.9~4.2/3.1m),灰~深灰色,砂泥质结构;炭质泥岩(0~0.9/0.5m),灰黑色,局部发育;11-1煤(0~0.5/0.3m),黑色。
2 切眼扩刷帮部支护施工工艺发展
2.1 过去切眼扩刷帮部支护施工工艺
潘一矿11-2煤工作面切眼扩刷,帮部通常采用锚网支护,即采用高强锚杆配合M5钢带、10#金属网进行支护。
2.2 切眼扩刷帮部支护施工工艺改进
综合分析1541(1)切眼的顶底板岩性和掘进后巷道矿压显现情况,大胆地提出“帮部采用DWB31.5单体液压支柱配合条笆、塘柴棍进行支护”的设想,并经矿论证后,现场应用实施。
3 切眼扩刷帮部支护施工参数对比
3.1 锚网支护参数
(1)锚杆规格:Φ22×2200mm高强锚杆
(2)M5-178钢带规格:L=2000mm
(3)金属网规格:10#铁丝编制,3000×1200mm
(4)锚杆间、排距:1000×900mm
(5)金属网间搭接不小于200mm,采用14#铁丝双股扭结连网,联网间距不大于200mm
(6)垫板:锚杆配套150×150×8mm的A3钢垫板
(7)锚杆螺丝扭距不小于180N.m,帮部锚杆锚固力不小于60KN
(8)锚固剂:Z2560型树脂锚固剂,锚杆每根配用2支
3.2 单体液压支柱支护参数
(1)单体液压支柱规格:DWB31.5
(2)条笆规格:800×1800mm
(3)塘柴棍规格:φ50mm,L=1200mm
(4)单体液压支柱排距:1000mm
(5)塘柴棍间距:400mm
(6)笆片间搭接不小于100mm,采用14#铁丝双股扭结联网,联网间距不大于200mm
3.3 支护材料使用量统计
1541(1)切眼扩刷工程量共计199m。
锚杆支护工艺,预计共需666根Φ22×2200mm高强锚杆,1332支Z2560型锚固剂,221块3000×1200mm10#铁丝金属网,666块150×150×12mm的A3钢垫板,333块L=2000mm M5-178钢带。
单体支柱支护工艺,实际使用200根DWB31.5单体液压支柱,445片800×1800mm条笆,1194根Φ50×1200mm塘柴棍。
4 支护效果检验
切眼4组矿压观测站数据显示,自切眼扩刷开始,至综采工作面设备安装结束,历时2个月,该巷道两帮移近量小于100mm,顶底板移近量小于100mm,顶板离层量为0。该工作面综采设备的顺利安装结束,说明该巷道顶帮支护安全可靠,该支护方式是满足使用要求的。
5 结论
在顶板稳定性较好的地质条件下,切眼扩刷采用单体液压支柱帮部支护工艺(在下文中简称为前者)相对于帮部锚网支护扩刷工艺(在下文中简称为后者),有以下优点:
5.1 减少施工时间,提高工效,节约工时
199m切眼扩刷工程中,前者两人配合施工单体液压支柱,平均合计用时15分钟,帮部支护施工单体液压支柱共需人工2×(200×15÷60)=100个。后者中,两人配合施工帮部锚杆,使用ZQS-35/1.4S型风动钻机施工帮部锚杆眼,注入2支Z2560型树脂锚固剂,等待,并人工紧固螺帽,平均合计用时24分钟,帮部支护施工锚杆共需人工2×(666×24÷60)≈533个。前者相较后者,节约人工533-100=433个,按每天出勤40人次计算,会提前10.8天结束工程。单体支护帮部,施工工艺简单、工序转换较少,大大减少劳动时间,大幅提高扩刷进尺每班单进工程量,有效提高工效。
5.2 降低劳动强度,提高施工安全性
施工单体液压支柱较高强锚杆,会省力很多,大大降低工人劳动强度,降低工伤事故的发生概率,提高施工安全性。
5.3 对综采初采期间的影响
通过淮矿潘一煤矿1541(1)切眼扩刷实践证明,切眼扩刷中,采用单体液压支柱支护帮部,完全满足支护安全及综采设备安装要求,且采用该帮部支护方式,大大减少施工时间,提高工效,节约工时,降低劳动强度,提高施工安全性,取得了较为可观的经济、安全双效益,且提前11天交付安装综采设备,为矿井综采面的顺利接替创造了有利条件,值得在以后的工作面切眼扩刷工程中推广应用。
参考文献
[1]王泽进,鞠文君.我国煤巷锚杆支护技术的新进展[J].煤炭科学技术,2000,28(9):4-6.
[2]康红普.我国煤巷锚杆支护技术新进展[J].岩石力学与工程学报,2002,21(s1):1986-1990.
(作者单位:淮南矿业集团潘一煤矿)
关键词:采矿工程;切眼扩刷;单体背帮;节支降耗
淮南矿业集团潘一矿1541(1)工作面所采11-2煤,煤层厚0.2~2.7m,平均1.52m。根据煤层地质条件及综采设备装备技术水平,该工作面选用ZZ7000-13/26液压支架。原切眼施工规格:宽×高=5000×2800mm,扩刷后断面规格:宽×高=7100×2800mm,扩刷断面规格:宽×高=2100×2800mm。
1 煤层围岩特征
1.1 煤层赋存情况
本面位于潘一矿东三采区四区段,潘集背斜转折端附近,煤层赋存稳定,工作面中部煤层倾角缓,东、西部煤层倾角大,煤层产状为113~220°∠4~12°, 11-2煤:黑色,块状为主,含少量粉末状,半亮型,厚0.2~2.7m,平均1.52m。
1.2 煤层顶、底板岩性
老顶:中细砂岩(0~10.8/5.8m),灰白色,中细粒结构,局部夹较多细砂岩薄层水平层理,岩芯较完整,较坚硬。
直接顶:砂质泥岩(0~8.9/4.5m),灰~深灰色,砂泥质结构为主;11-3煤(0~0.7/0.4m),黑色。
直接底:砂质泥岩(1.9~4.2/3.1m),灰~深灰色,砂泥质结构;炭质泥岩(0~0.9/0.5m),灰黑色,局部发育;11-1煤(0~0.5/0.3m),黑色。
2 切眼扩刷帮部支护施工工艺发展
2.1 过去切眼扩刷帮部支护施工工艺
潘一矿11-2煤工作面切眼扩刷,帮部通常采用锚网支护,即采用高强锚杆配合M5钢带、10#金属网进行支护。
2.2 切眼扩刷帮部支护施工工艺改进
综合分析1541(1)切眼的顶底板岩性和掘进后巷道矿压显现情况,大胆地提出“帮部采用DWB31.5单体液压支柱配合条笆、塘柴棍进行支护”的设想,并经矿论证后,现场应用实施。
3 切眼扩刷帮部支护施工参数对比
3.1 锚网支护参数
(1)锚杆规格:Φ22×2200mm高强锚杆
(2)M5-178钢带规格:L=2000mm
(3)金属网规格:10#铁丝编制,3000×1200mm
(4)锚杆间、排距:1000×900mm
(5)金属网间搭接不小于200mm,采用14#铁丝双股扭结连网,联网间距不大于200mm
(6)垫板:锚杆配套150×150×8mm的A3钢垫板
(7)锚杆螺丝扭距不小于180N.m,帮部锚杆锚固力不小于60KN
(8)锚固剂:Z2560型树脂锚固剂,锚杆每根配用2支
3.2 单体液压支柱支护参数
(1)单体液压支柱规格:DWB31.5
(2)条笆规格:800×1800mm
(3)塘柴棍规格:φ50mm,L=1200mm
(4)单体液压支柱排距:1000mm
(5)塘柴棍间距:400mm
(6)笆片间搭接不小于100mm,采用14#铁丝双股扭结联网,联网间距不大于200mm
3.3 支护材料使用量统计
1541(1)切眼扩刷工程量共计199m。
锚杆支护工艺,预计共需666根Φ22×2200mm高强锚杆,1332支Z2560型锚固剂,221块3000×1200mm10#铁丝金属网,666块150×150×12mm的A3钢垫板,333块L=2000mm M5-178钢带。
单体支柱支护工艺,实际使用200根DWB31.5单体液压支柱,445片800×1800mm条笆,1194根Φ50×1200mm塘柴棍。
4 支护效果检验
切眼4组矿压观测站数据显示,自切眼扩刷开始,至综采工作面设备安装结束,历时2个月,该巷道两帮移近量小于100mm,顶底板移近量小于100mm,顶板离层量为0。该工作面综采设备的顺利安装结束,说明该巷道顶帮支护安全可靠,该支护方式是满足使用要求的。
5 结论
在顶板稳定性较好的地质条件下,切眼扩刷采用单体液压支柱帮部支护工艺(在下文中简称为前者)相对于帮部锚网支护扩刷工艺(在下文中简称为后者),有以下优点:
5.1 减少施工时间,提高工效,节约工时
199m切眼扩刷工程中,前者两人配合施工单体液压支柱,平均合计用时15分钟,帮部支护施工单体液压支柱共需人工2×(200×15÷60)=100个。后者中,两人配合施工帮部锚杆,使用ZQS-35/1.4S型风动钻机施工帮部锚杆眼,注入2支Z2560型树脂锚固剂,等待,并人工紧固螺帽,平均合计用时24分钟,帮部支护施工锚杆共需人工2×(666×24÷60)≈533个。前者相较后者,节约人工533-100=433个,按每天出勤40人次计算,会提前10.8天结束工程。单体支护帮部,施工工艺简单、工序转换较少,大大减少劳动时间,大幅提高扩刷进尺每班单进工程量,有效提高工效。
5.2 降低劳动强度,提高施工安全性
施工单体液压支柱较高强锚杆,会省力很多,大大降低工人劳动强度,降低工伤事故的发生概率,提高施工安全性。
5.3 对综采初采期间的影响
通过淮矿潘一煤矿1541(1)切眼扩刷实践证明,切眼扩刷中,采用单体液压支柱支护帮部,完全满足支护安全及综采设备安装要求,且采用该帮部支护方式,大大减少施工时间,提高工效,节约工时,降低劳动强度,提高施工安全性,取得了较为可观的经济、安全双效益,且提前11天交付安装综采设备,为矿井综采面的顺利接替创造了有利条件,值得在以后的工作面切眼扩刷工程中推广应用。
参考文献
[1]王泽进,鞠文君.我国煤巷锚杆支护技术的新进展[J].煤炭科学技术,2000,28(9):4-6.
[2]康红普.我国煤巷锚杆支护技术新进展[J].岩石力学与工程学报,2002,21(s1):1986-1990.
(作者单位:淮南矿业集团潘一煤矿)