大断面综采切眼联合支护技术 -全讯官网

摘 　要 : 以神东煤炭分公司石圪台煤矿大断面切眼作为实例 , 介绍切眼断面参数、锚杆、托梁、钢筋网、锚索联合支护形式、施工工艺 , 通过矿压监测数据 , 对切眼联合支护形式进行详细分析 , 评价切眼支护效果 , 证明采用联合支护形式是比较适合神东矿区的大断面切眼支护。

前言

　　神东煤炭分公司综采工作面所配套的设备都是从国外引进的大功率、高强度、高可靠性设备 , 同时为了加快综采工作面搬家倒面速度 , 成立了专业化服务队伍 , 使用国外引进的无轨胶轮车整体搬运设备 , 因此必须加大切眼的断面尺寸 , 满足设备快速安装。

1 　工程地质概况

　　石圪台煤矿 71201 工作面位于石圪台井田东北部的二盘区 , 所采煤层为 1- 2 煤 , 煤层厚度为 0 ～ 6 1 47 m, 容重 1 1 3t πm3 , 倾角为 1 ～ 3 ° ,单斜构造 , 覆存稳定。工作面大体沿煤层倾斜方向布置 , 四周无采动影响。71201 工作面所在煤层为侏罗系中下统延安组第五段含煤岩系 ,埋藏深度 40 ～ 110 m, 上覆基岩厚度从 40 ～ 100 m, 松散层厚度从 4 ～30 m, 主要是风积砂。顶板以泥岩、砂岩为主 , 老顶为中、细砂岩 , 厚度约为 2 1 13 ～ 13 1 34 m; 直接顶为泥岩、粉砂岩 , 厚度 3 1 6 ～ 11 1 3 m, 波状层理 ; 工作面范围内无伪顶。直接底主要以泥岩、粉砂岩为主 , 厚度为 1 ～ 3 m, 遇水易软化 ; 老底为中、细砂岩 , 厚度为 8 ～ 20 m 。工作面涌水主要为基岩裂隙水和煤层中含的水 , 正常涌水量为80 m 3 π h 。

2 　切眼设计参数与施工工艺

　　根据神东煤炭分公司在神东矿区多年的开采经验 , 将此盘区工作面长度定为 300 m, 采用引进的大采高综采设备一次采全高。切眼采用连续采煤机掘进一次成巷 , 连续采煤机沿底掘进 , 并配套运煤车、铲车、转载破碎机、胶带输送机。切眼断面形状定为矩形 , 切眼断面参数根据综采工作面设备配套参数和设备安装时所要求的断面参数确定。

　　根据综采工作面设备配套尺寸 , 切眼宽度大于液压支架长度和端面距之 ,7 1 805 0 1 55 = 8 1 355 m, 切眼高度大于采煤机最小高度2 1 7 m 。设备安装时采用无轨胶轮车整体运输、对位安装。因此 , 切眼宽度定为 8 1 5 m, 切眼高度应大于液压支架 , 最小高度 0 1 5 m, 即大于 3 1 05 m; 同时考虑到工作面的采高在 5 1 0 m 左右 , 因此将切眼净高度定为 3 1 5 m, 掘进高度为 3 1 7 m 。71201 工作面切眼参数为 : 长 300 m, 掘进断面 31 1 45 m 2 , 即宽 8 1 5m 、高 3 1 7 m; 净断面 29 1 75 m 2 , 即宽 8 1 5 m 、高 3 1 5 m 。

3 　切眼支护设计与施工工艺

　　为了充分利用有效断面 , 同时考虑到顶板岩层和煤层覆存稳定 ,煤层裂隙不发育 , 因此切眼设计顶板采用锚网梁索联合支护形式 , 两帮不需支护 , 底板铺 200 mm 厚 c20 混凝土。巷道掘进完成后 , 再在巷道中间距正帮 3 m 处支一排木点柱作为补强支护 , 木点柱之间间距为 2 m 。随着液压支架安装的前移 , 逐渐回收木点柱。切眼支护形式如图 1:锚杆采用 < 16 × 1 800 mm a3 圆钢杆体 , 麻花锚固端长度为 350mm, 扭矩大于 100 nm, 锚固力大于 49 kn , 间排距 1 000 mm, 矩形布置 , 托盘为 120 mm × 120 mm × 10 mm a3 钢板 , 树脂药卷规格为 k23 ×350 mm 。金属网采用 10 # 铅丝网片 , 网格为 45 mm × 45 mm 。托梁采用 < 12 mm 钢筋焊接成梯子形 , 长 7400 mm 、宽 100 mm 。

5 　结论

(1) 大断面切眼支护充分利用了锚网梁索联合支护形式 , 高强度锚杆以加固为主 , 使其锚固范围内的顶煤形成“锚固平衡拱” , 锚索以悬吊作用为主 , 把潜在冒落范围内的顶煤悬吊在上部比较稳定的顶板岩层上 , 加大“锚固平衡拱”厚度 , 阻止顶板岩层下沉及冒落。(2) 锚杆支护施工方便 , 劳动强度低 , 工效高 , 巷道掘进速度快。

(3) 锚网梁索支护材料成本低 , 加工方便 , 重量轻 , 体积小 , 运输方便。总之 , 大断面切眼锚网梁索联合支护形式在神东矿区取得了很好效果 , 有效地控制了顶板岩层移动 , 保证了围岩稳定 , 满足了矿井安全生产的要求 , 同时经济效益和社会效益显著。