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摘 要:介绍祁南煤矿各个采区地质情况,针对采区选择合理支护设计形式;如何对各种支护设计参数进行优化,说明合理支护设计优点。
关键词:煤矿;回采巷道;支护设计形式;支护设计优化
中图分类号:X752 文献标识码:A 文章编号:
一、概述
祁南煤矿位于宿南向斜转折端,属高瓦斯、高应力集中区,地质构造复杂,断层、褶曲极为发育,软岩分布较广,巷道支护难度大,前掘后修、前修后坏现象严重,为了解决这一难题,我矿工程技术人员一直在实践中不断总结、分析、优化,针对矿井各采区的煤层地质、压力分布情况及回采巷道服务要求,制定出符合各采区回采巷道专项支护设计,选择合理巷道支护形式,不仅加快巷道施工进度,保证巷道支护施工质量,而且降低巷道修复工程量及施工综合成本,对矿井持续健康稳定发展具有重要的意义。
二、分析采区煤层及顶板岩性,选择合理的巷道支护形式[1]
1、101采区位于矿井西南部,地层走向变化较大,该地段受地质应力比较集中,造成本区褶区及断层构造较为发育,工作面里段范围100m内受火成岩影响较大。
101采区煤层顶底板情况
分析如下:10煤及直接顶板岩性以泥岩为主,若采用锚杆支护需破伪顶较多,造成工作面浪费煤量较大且岩性较为破碎且断层多,不利于顶板安全管理,因此不适宜采用锚杆支护;10煤层走向变化较大且回采巷道服务期限一般0.8~1.5年,地层压力相对不明显,单一U型棚支护完全能够满足巷道支护和使用要求。考虑综采、综掘施工对巷道断面的要求,采用图1的支护断面。
2、82采区位于矿井西南部,总体表现为一走向近南北,地层倾角6~15°,采区构造较为复杂。82采区采用分组联合布置,即7煤组与6煤组分别布置上山进行准备,共用开拓大巷及总回风巷,从实际准备情况分析,由于采用多煤组开采布置方式, 造成压力迭加,区段回采巷道压力较大,地层层理、裂隙较为发育,从近两年施工回采巷道揭露岩性和实践情况看,锚杆支护方式不适合82采区地质情况,底臌表现明显,若选用单一U29型棚支护,后期巷道收缩变形严重,顶板下沉,底臌量大因此考虑采用全封闭U29型棚支护。
表182采区煤层顶底板情况
考虑巷道后期一定收缩变形影响及综采综掘对断面的要求,采用以下断面(见图2)。
3、34下采区位于矿井北部,回采巷道整体地层为一单斜构造,地质条件简单,地层走向NNW,倾向NEE,倾角4~8°,随着工作面不断向下延伸,地层压力逐渐增大,由于32煤层属突出煤层,回采前需一段时间进行瓦斯抽采,巷道服务期限相对较长,若采用单一架U型棚被动支护,无法满足巷道支护强度要求,必须改巷道被动支护为有效主动支护,提高支护等级。
采用锚网(带)索梁支护,通过在34下4机、风巷推广应用,支护效果明显,不仅满足回采巷道使用要求,而且施工过程中提高单进水平,降低职工劳动强度。
表234下采区煤层顶底板情况
三、分析回采巷道支护形式,实践中不断优化支护参数
所谓回采巷道各类支护形式,应根据现场地质条件变化,不断及时优化支护施工参数,更好使巷道支护标准与不同地质条件相适应,达到最佳经济支护效果。
1、建立施工质量检测:支架受力、卡缆扭距力;锚杆扭距力、锚拔力;锚索锚拔力。根据分析支护受力情况,及时调整支架棚距、补强支护、锚(索)杆布置方式。
2、建立矿压监测制度:用各种测尺、测杆及收敛计用于表面位移监测;顶板离层仪、多点位移计用于顶板离层和深部位移监测;锚杆测力计、测力锚杆用于监测锚杆受力分布和变化;钻孔应力计用于煤岩体应力变化监测。
3、建立矿压监测分析制度:按规定对巷道布点、观测→收集数据、绘制变形曲线图→综合分析和利用→调整支护参数→现场实施。
通过不断优化支护參数,围岩变形速度应日趋平缓,巷道水平收敛量速度小于0.15mm/d,垂直收敛量速度小于0.10mm/d,即达到稳定支护要求,当巷道收敛量速度大于0.2mm/d,且延续时间较长时,应采取调整支护参数。
四、结语
近年来,祁南煤矿生产部通过对各采区煤层地质条件探索,掌握一条符合祁南煤矿支护设计的模式,并积极推广应用,提高进尺效率,减少修复工程量,对祁南煤矿高产高效发展至关重要。
参考文献:
[1]何满潮,孙晓明.中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南.科学出版社,2004
作者简介:施力芳(1981- ),男,河北邢台人,高级工程师,2003年毕业于安徽理工大学,现任祁南煤矿生产技术科科长。
关键词:煤矿;回采巷道;支护设计形式;支护设计优化
中图分类号:X752 文献标识码:A 文章编号:
一、概述
祁南煤矿位于宿南向斜转折端,属高瓦斯、高应力集中区,地质构造复杂,断层、褶曲极为发育,软岩分布较广,巷道支护难度大,前掘后修、前修后坏现象严重,为了解决这一难题,我矿工程技术人员一直在实践中不断总结、分析、优化,针对矿井各采区的煤层地质、压力分布情况及回采巷道服务要求,制定出符合各采区回采巷道专项支护设计,选择合理巷道支护形式,不仅加快巷道施工进度,保证巷道支护施工质量,而且降低巷道修复工程量及施工综合成本,对矿井持续健康稳定发展具有重要的意义。
二、分析采区煤层及顶板岩性,选择合理的巷道支护形式[1]
1、101采区位于矿井西南部,地层走向变化较大,该地段受地质应力比较集中,造成本区褶区及断层构造较为发育,工作面里段范围100m内受火成岩影响较大。
101采区煤层顶底板情况
分析如下:10煤及直接顶板岩性以泥岩为主,若采用锚杆支护需破伪顶较多,造成工作面浪费煤量较大且岩性较为破碎且断层多,不利于顶板安全管理,因此不适宜采用锚杆支护;10煤层走向变化较大且回采巷道服务期限一般0.8~1.5年,地层压力相对不明显,单一U型棚支护完全能够满足巷道支护和使用要求。考虑综采、综掘施工对巷道断面的要求,采用图1的支护断面。
2、82采区位于矿井西南部,总体表现为一走向近南北,地层倾角6~15°,采区构造较为复杂。82采区采用分组联合布置,即7煤组与6煤组分别布置上山进行准备,共用开拓大巷及总回风巷,从实际准备情况分析,由于采用多煤组开采布置方式, 造成压力迭加,区段回采巷道压力较大,地层层理、裂隙较为发育,从近两年施工回采巷道揭露岩性和实践情况看,锚杆支护方式不适合82采区地质情况,底臌表现明显,若选用单一U29型棚支护,后期巷道收缩变形严重,顶板下沉,底臌量大因此考虑采用全封闭U29型棚支护。
表182采区煤层顶底板情况
考虑巷道后期一定收缩变形影响及综采综掘对断面的要求,采用以下断面(见图2)。
3、34下采区位于矿井北部,回采巷道整体地层为一单斜构造,地质条件简单,地层走向NNW,倾向NEE,倾角4~8°,随着工作面不断向下延伸,地层压力逐渐增大,由于32煤层属突出煤层,回采前需一段时间进行瓦斯抽采,巷道服务期限相对较长,若采用单一架U型棚被动支护,无法满足巷道支护强度要求,必须改巷道被动支护为有效主动支护,提高支护等级。
采用锚网(带)索梁支护,通过在34下4机、风巷推广应用,支护效果明显,不仅满足回采巷道使用要求,而且施工过程中提高单进水平,降低职工劳动强度。
表234下采区煤层顶底板情况
三、分析回采巷道支护形式,实践中不断优化支护参数
所谓回采巷道各类支护形式,应根据现场地质条件变化,不断及时优化支护施工参数,更好使巷道支护标准与不同地质条件相适应,达到最佳经济支护效果。
1、建立施工质量检测:支架受力、卡缆扭距力;锚杆扭距力、锚拔力;锚索锚拔力。根据分析支护受力情况,及时调整支架棚距、补强支护、锚(索)杆布置方式。
2、建立矿压监测制度:用各种测尺、测杆及收敛计用于表面位移监测;顶板离层仪、多点位移计用于顶板离层和深部位移监测;锚杆测力计、测力锚杆用于监测锚杆受力分布和变化;钻孔应力计用于煤岩体应力变化监测。
3、建立矿压监测分析制度:按规定对巷道布点、观测→收集数据、绘制变形曲线图→综合分析和利用→调整支护参数→现场实施。
通过不断优化支护參数,围岩变形速度应日趋平缓,巷道水平收敛量速度小于0.15mm/d,垂直收敛量速度小于0.10mm/d,即达到稳定支护要求,当巷道收敛量速度大于0.2mm/d,且延续时间较长时,应采取调整支护参数。
四、结语
近年来,祁南煤矿生产部通过对各采区煤层地质条件探索,掌握一条符合祁南煤矿支护设计的模式,并积极推广应用,提高进尺效率,减少修复工程量,对祁南煤矿高产高效发展至关重要。
参考文献:
[1]何满潮,孙晓明.中国煤矿软岩巷道工程支护设计与施工指南.科学出版社,2004
作者简介:施力芳(1981- ),男,河北邢台人,高级工程师,2003年毕业于安徽理工大学,现任祁南煤矿生产技术科科长。