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文檔簡介

大采深高瓦斯松軟厚煤層綜放工作面巷道布置及支護(hù)技術(shù)

開采大型底板和大型底板時(shí),維護(hù)工作面的磚瓦數(shù)量急劇增加,道路受到礦壓的強(qiáng)烈影響。如果工作面內(nèi)水流較大,排水就會變得困難。采用合理的巷道布置方式,選擇合適的巷道支護(hù)方式及支護(hù)參數(shù)對于工作面開采來說相當(dāng)重要。本文在這方面進(jìn)行了研究分析,取得了很好的效果。1工作面組織及放頂維護(hù)潞安礦業(yè)集團(tuán)余吾煤業(yè)公司S2203工作面開采3號煤層,普氏系數(shù)1~3,平均厚度5.79m,傾角為5.7°,密度為1.39t/m3,埋深495~568m。煤層結(jié)構(gòu)簡單,無夾矸。直接頂為1.77m厚的泥巖;老頂以砂巖為主,厚度為4.73m;偽底為泥巖,厚度0.55m,直接底為細(xì)粒砂巖,厚度4.0m。煤層平均瓦斯含量為9.7m3/t,屬高瓦斯礦井。正常涌水量為50~70m3/h,最大涌水量為150~180m3/h。工作面采用走向長壁后退式大采高低位放頂煤綜采。切眼傾斜長186.5m,采高3.5m,放煤高度2.29m,采放比1∶0.65,一采一放,放煤步距0.8m。工作面中部及機(jī)頭采用液壓支架進(jìn)行支護(hù),機(jī)尾采用單體液壓支柱配合木垛維護(hù)。上下兩巷分別采用一梁兩柱和一梁三柱(單體柱π型鋼梁棚)進(jìn)行超前支護(hù),超前距不少于50m。全部垮落法管理頂板。2一條胡同1排水、轉(zhuǎn)滲、掃碼傳統(tǒng)的綜采巷道布置方式有:一進(jìn)一回、一進(jìn)兩回(其中一條為瓦斯尾巷)以及兩進(jìn)兩回(一條切眼)等。采用一進(jìn)一回或兩回,需要通風(fēng)強(qiáng)度大,由此帶來工作面煤塵大等問題,同時(shí),無法解決排水問題;采用兩進(jìn)兩回(一條開切眼)雖能解決上隅角瓦斯積聚問題,但也存在工作面煤塵大、排水困難等問題。綜合考慮通風(fēng)、排水、瓦斯排放及采掘銜接等問題,采用“兩進(jìn)兩回(兩條開切眼)”的布置方式,即在傳統(tǒng)的“一進(jìn)一回”基礎(chǔ)上,在外側(cè)掘一條進(jìn)風(fēng)巷、一條瓦斯排放巷和一條輔助切眼,和內(nèi)側(cè)巷道構(gòu)成雙回路工作面布置方式(如圖1所示)。其中:內(nèi)圈回路負(fù)擔(dān)工作面通風(fēng)、運(yùn)輸任務(wù),外圈回路負(fù)擔(dān)工作面排水、瓦斯排放等任務(wù),兩側(cè)巷道間有聯(lián)絡(luò)巷連接,可以調(diào)節(jié)通風(fēng)、運(yùn)輸。2保護(hù)煤柱的尺寸工作面布置方式確定以后,確定合適的巷道布置參數(shù)就是關(guān)鍵。包括巷道斷面、保護(hù)煤柱寬度等。其中:巷道斷面取決于通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)确矫嬉蛩?在此不做詳述。保護(hù)煤柱的尺寸選擇要適宜,如果太小,則外側(cè)巷道處于壓力增大區(qū),巷道掘進(jìn)、維護(hù)相當(dāng)困難;煤柱尺寸太大,則資源回收率低,不利于礦井集約高效發(fā)展。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),分別設(shè)計(jì)15m、25m兩種尺寸。3工作面壓力解決了工作面瓦斯排放、排水等問題采取雙回路巷道布置方式后,較好地解決了工作面瓦斯排放、排水等問題,內(nèi)側(cè)巷道處于卸壓區(qū),較易維護(hù),保證了工作面回采工作的正常進(jìn)行。3道路防護(hù)1巷道掘進(jìn)方式外圈巷道在使用期間承受采動(dòng)影響,兩側(cè)巷道承受超前支承壓力作用,為了選擇最佳的支護(hù)方式,按照巷道與煤層的相對位置關(guān)系,采取了三種掘進(jìn)方式:沿底掘進(jìn)、沿煤層中掘進(jìn)、沿頂掘進(jìn)。與之相應(yīng)采取了三種支護(hù)方式:普通螺紋鋼錨桿組合支護(hù)、高強(qiáng)螺紋鋼錨桿組合支護(hù)以及讓壓錨桿組合支護(hù)。2鋪設(shè)金屬網(wǎng),鋪設(shè)高強(qiáng)錨桿組合支護(hù),在先、后支護(hù)參數(shù)分別為:①普通螺紋鋼錨桿組合支護(hù),頂、幫采用D22mm、L=2400mm螺紋鋼錨桿,安設(shè)D14mm圓鋼焊制鋼筋梯子梁,間距為880mm,頂板中部打設(shè)鋼絞線錨索,間距1.6m,鋪設(shè)金屬網(wǎng),樹脂藥卷錨固;②高強(qiáng)螺紋鋼錨桿組合支護(hù),頂、幫采用D22mm、L=2400mm高強(qiáng)螺紋鋼錨桿,配合W鋼帶護(hù)頂,頂板中部采用D18.9mm、1×7股高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線錨索,長度8300mm,鋪設(shè)金屬網(wǎng),樹脂藥卷錨固;③讓壓錨桿組合支護(hù),幫、頂均采用D22mm×2400mm的高強(qiáng)度讓壓錨桿;頂錨桿間、排距800mm;幫錨桿間距900mm,排距800mm。W鋼帶型號為BHW270-2.75,頂部長3600mm,兩幫長2700mm。錨索規(guī)格為D17.8mm×8300mm,每排打設(shè)2根錨索,間距1600mm,排距800mm,垂直巷道頂板。鋪設(shè)金屬網(wǎng),樹脂藥卷錨固。3錨桿索失效率采取不同支護(hù)方式后,經(jīng)過一段時(shí)間試驗(yàn),支護(hù)效果如表1和圖2所示。由表1、圖2可以看出:沿底掘進(jìn)采用普通螺紋鋼錨桿支護(hù),巷道斷面變形量大,頂?shù)装逡平坷鄯e達(dá)到1200mm,兩幫移近量累積達(dá)到1300mm,錨桿(索)失效率較低,頂板破碎,有破網(wǎng)、墜包現(xiàn)象,完整性一般;沿底、沿煤層采用高強(qiáng)錨桿組合支護(hù)方式,初期可以很好地控制斷面位移,但隨著頂板壓力加大,發(fā)生錨桿(索)斷裂、失效,鋼帶撕裂、扭曲,破網(wǎng)、漏頂?shù)痊F(xiàn)象,到后期,錨桿失效率可達(dá)到30%,錨索失效率也相當(dāng)大,人員安全沒有保障,巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能保持,二次支護(hù)工程量大;沿頂掘進(jìn)采用讓壓錨桿組合支護(hù)方式,錨桿初期受力較大時(shí),通過專門的讓壓裝置,產(chǎn)生一定的變形,達(dá)到讓壓的目的,從而提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度和作用期限,巷道雖然有底鼓現(xiàn)象,但頂板完整性好、斷面變形較小,沒有發(fā)生錨桿斷裂等現(xiàn)象,巷道易于維護(hù)。4巷道布置及支護(hù)方式通過工業(yè)性試

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