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科技保障安全 创建高产高效矿井

作者:王琳  
评论: 更新日期:2013年05月30日

    表1  支护参数表   
 

    ③施工方式和施工工艺
    1)掘进方式:采用机掘或炮掘两种方式。
    2)施工机具:采用单体风动锚杆钻机配套B22、L1.0~2.5m的六角中空钻杆, 27mm双翼钻头打顶锚杆、锚索眼及安装顶锚杆、锚索。用煤电钻配套L1.0~2.5m的麻花钻杆, 43mm的双翼钻头钻装帮部锚杆眼
    3)工艺流程:
    炮掘时:交接班→安全质量检查→看中线、探底煤→画巷道轮廓线→打眼→装药→放炮→排炮烟→敲帮问顶→临时支护→装运煤(岩)→延溜皮→永久支护→文明生产。
    机掘时:交接班→安全质量检查→看中线、探底煤→画巷道轮廓线→敲帮问顶→临时支护→装运煤(岩)→延溜皮→永久支护→文明生产。
    ④掘进工作面注水施工过程
    1102工作面机巷和切眼煤层松软破碎,煤层的粘结性较差,为了提高煤层的粘质性和煤体内摩擦阻力,在施工的超前释放孔中进行静压注水。注水增阻钻孔直径为45㎜、深度8.0m、沿巷道走向以孔口3.0m外到达巷道顶部为基准,在断面内左、中、右交替按上下两排布置,两排钻孔距顶板以下分别为1.0m和1.5m、倾角为15°和19°.注水封孔器深入孔口1.0m~1.5m,以满足有效封孔和循环进度后可拆下复用的要求。采用FKQ-2×0.5专用注水封孔器,静水压>2Mpa,封孔器长度0.5m,并安装专用高压水表对注水压力及流量进行统计观测,及时调整注水参数。
    ⑤掘进工作面大倾角煤层防超前垮帮的措施
    若遇到掘进工作面倾角大,煤层松软破碎,难以控制煤帮垮帮时,采用在工作面端面巷道顶部以下0.5m和腰线范围内,沿走向打一排孔口间距1.0~1.5m、孔深9m左右的注锚索孔,打注?17.8*9000mm的锚索,控制煤帮片帮冒顶。随着掘进的推进逐段推移张拉锚索,达到托板始终紧贴煤壁,控制煤帮。循环交替施工锚索,防止煤壁超前垮帮。4 技术经济效果分析1114工作面于2009年8月底施工完,2010年4月初开始回采,现已回采360m左右,通过现场观察、观测,两道在未采动的范围内,没有发生明显的变化,基本保持回采前的状况,而受采动影响的100-150m范围内,架设了抬棚支护后,巷道的收敛量在设计允许的范围内,保持了正常的通风、行人、设备拉运。充分证明了卸压曾阻弱结构补强双支护技术的效果。
   
    图1为1114机道掘进期间顶底板移近量与掘进时间关系曲线图。从图中可以看出,在掘进初期两帮收敛量较大,在14天左右达到最大值365mm,其后趋于稳定,顶底板移近量相对两帮较小。
    图1  掘进期间机道顶底板移近量与距工作面距离关系曲线图图2为1114回风掘进期间顶底板移近量与掘进时间关系曲线图。从图中可以看出,在巷道掘进初期两帮收敛量较大,在10天左右达到最大值385mm,其后趋于稳定,顶底板移近量相对两帮较小。回风巷相对机道在两帮收敛量及时间上略大。
    图2  掘进期间回风巷两帮、顶底板移近量与掘进时间关系曲线图     
    通过该支护技术在1114工作面切眼矩形大断面和1114工作面两巷圆弧拱形断面的支护实践证明,巷道围岩的位移量和表面收敛量都得到了有效控制,巷道的使用效果和后期维护量明显减小,实现魏家地煤矿构造影响带内原始突出煤层巷道锚杆支护的安全、经济、快速掘进,掘进速度不低于180m/月;巷道顶底板移近量和两帮移近量在巷道服务期间内比原支护巷道降低20%,巷道断面收缩率小于20%,断面能够满足安全生产的要求,保证正常使用;试验巷道长度1100m,应用推广巷道长度3000m以上;采出表外煤储量煤量在163.4万吨以上,现已回采出88万吨。创经济效益2600万元以上,远景产生社会效益4.9亿元以上。5 结语卸压增阻弱结构补强双支护技术在魏家地煤矿受构造影响带影响的1114工作面三条巷道、1115工作面两条巷道和1190解突巷三条巷道掘进中进行了支护改革实践。针对构造影响带内原始突出煤层巷道具体的工程地质条件,分析围岩变形破坏机理以及围岩与支护相互作用机理,提出与之相适应的巷道支护设计理论,并制定相应的巷道支护与施工技术措施,为巷道支护设计与施工科学化、合理化、规范化和文明化提供理论依据和可靠保障。
    (1)卸压增阻技术是针对煤层CH4赋存不稳定、CH4含量高、煤层透气性差和煤层构造应力分布复杂的困难巷道提出的。通过密集多循环的释放钻孔和连续注水措施,以达到释放煤体CH4和降低构造应力之目的,提高煤体自身粘结力和煤体内摩擦阻力,改善施工条件,为支护提供可靠地质保障。
    (2)弱结构补强双支护技术是针对煤体松散,层理、节理、裂隙较为发育,巷道表面支护体容易受到破坏的特点,在短锚索支顶、高强锚杆支帮形成相对较深的组合梁加固层,以支护好“四面九点”为目标,实现预期支护效果。顶部基本支护采用短锚索较锚杆增加了组合梁加固层的厚度在1.5m以上,且增加了强度,长锚索在稳定围岩锚固点的均匀分布,使巷道整体在深度起到悬吊支护效果,桁架锚索的应用提高了加固层表面弱结构的强度,使支护实现体系化。
    (3)在现场施工中应重视施工质量,在巷道暴露的最短时间内使煤体得到及时加固支护,支护的滞后会导致松动层的加深和扩大,故而造成支护系统的不稳定。

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