收尾通道支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

時(shí)間:2022-05-12 04:22:55

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收尾通道支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

1概述

霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司方山店坪煤礦302工作面位于井田830水平,工作面東為井田邊界,西為830南翼系統(tǒng)大巷,南為304工作面(未采),北為210工作面采空區(qū);工作面回采煤層為9#煤層,平均厚度為3.1m。302工作面設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)度為1875m,傾向長(zhǎng)度為220m,截止2018年6月302工作面已回采結(jié)束,為了便于工作面設(shè)備搬家回撤,需在工作面施工一條收尾通道,通道設(shè)計(jì)斷面規(guī)格為寬×高=3.5×3.0,其中基本頂主要為炭質(zhì)泥巖,平均厚度為1.5m,基本頂為砂巖,平均厚度為11.4m。初步設(shè)計(jì)中,302收尾通道頂板采用液壓支架上方鋪設(shè)塑編網(wǎng)、半圓木以及π型梁進(jìn)行支護(hù),煤壁采用支設(shè)貼幫柱進(jìn)行支護(hù);收尾擴(kuò)通道時(shí),使用采煤機(jī)分段往返割煤,重復(fù)升降架上梁、竄梁,直到通道寬度達(dá)到3.5m后,在煤壁側(cè)π型梁下支設(shè)單體柱。采用該種方式支護(hù),工序較為復(fù)雜,分段擴(kuò)通道時(shí),空頂面積大,空頂時(shí)間長(zhǎng),不僅抬運(yùn)單體柱、π型梁等支護(hù)材料勞動(dòng)強(qiáng)度大,并且頻繁升降支架,易造成頂板離層松動(dòng),給安全生產(chǎn)帶來(lái)了更多的不安全因素。為了簡(jiǎn)化擴(kuò)通道支護(hù)工序,降低施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度,小峪煤礦通過(guò)技術(shù)研究,對(duì)302收尾通道原支護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化

2302工作面收尾通道支護(hù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1收尾通道頂板支護(hù)優(yōu)化。為了防止一次性形成收尾通道,造成頂板空頂面積大,導(dǎo)致頂板破碎、冒落現(xiàn)象,決定采用采煤機(jī)分次分段割煤,單刀割煤深度為0.75m,采煤機(jī)割煤50m后,對(duì)已擴(kuò)通道部分頂板采取“JW型鋼帶+組合錨索+錨索吊棚”聯(lián)合支護(hù)。(1)錨索吊棚支護(hù):302工作面收尾通道頂板施工一排走向錨索吊棚,錨索吊棚主要由一根11#工字鋼梁及兩根錨索組成,工字鋼梁長(zhǎng)度為3.2m,寬度為110mm,鋼梁上焊制兩個(gè)直徑為35mm圓孔,孔間距為1.75m;錨索長(zhǎng)度為8.0m,直徑為17.8mm,吊棚施工在支架頂梁前方0.15m處,每?jī)蓚€(gè)支架前方施工一架錨索吊棚。(2)JW型鋼帶支護(hù):302收尾通道頂板共計(jì)布置三排“JW”型鋼帶,鋼帶規(guī)格為長(zhǎng)×寬×厚=4.8×0.28×0.004m,鋼帶采用錨桿進(jìn)行固定,每根鋼帶5根左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿,錨桿長(zhǎng)度為2.5m,直徑為22mm;JW型鋼帶與頂梁平行布置,允許偏角為±2°,鋼帶排距為1.0m,為了提高鋼帶間聯(lián)鎖保護(hù)作用,同一排相鄰兩根鋼帶疊加布置,相鄰兩排鋼帶臺(tái)階式布置,如圖1所示。圖1302工作面收尾通道聯(lián)合支護(hù)平面示意圖(1)組合錨索支護(hù):收尾通道共計(jì)施工一排組合錨索,且施工在第二排與第三排鋼帶中間,如圖2所示,組合錨索主要由一塊鋼托板及三根恒阻錨索組成,托板規(guī)格為長(zhǎng)×寬=0.4×0.4m,托板上焊制三個(gè)圓孔,恒阻錨索長(zhǎng)度為8.0m,直徑為21.6mm,組合錨索間距為3.0m。2.2收尾通道煤壁支護(hù)。為了防止煤壁片幫,提高煤壁穩(wěn)定性,決定對(duì)煤壁施工“邁步式”桁架錨索支護(hù)。(1)收尾通道煤壁共計(jì)施工3排桁架錨索支護(hù),錨索采用長(zhǎng)度為3.0m,直徑為17.8mm預(yù)應(yīng)力鋼絞線,第一排單錨索施工在距頂板0.5m,錨索垂直煤壁布置,錨索外露長(zhǎng)度控制在0.2m以內(nèi),在相鄰兩根錨索之間安裝兩根長(zhǎng)度為0.8m,直徑為20mm圓鋼托桿,并采用雙向張拉器進(jìn)行預(yù)緊,保證托桿與煤壁接觸嚴(yán)實(shí)。桁架錨索間距為1.5m,排距為1.0m。(2)為了提高桁架支護(hù)效果,煤壁三排桁架支護(hù)采取“邁步式”布置,即第二排單錨索在水平方向上滯后第一排0.75m布置,第三排與第一排布置方式相同。2.3優(yōu)化后支護(hù)優(yōu)點(diǎn)。1)簡(jiǎn)化了原有擴(kuò)通道支護(hù)工序,減少單體柱、木料、π型梁的使用數(shù)量,降低擴(kuò)通道期間物料運(yùn)送勞動(dòng)強(qiáng)度。2)優(yōu)化設(shè)計(jì)后302工作面收尾通道頂板支護(hù)由原被動(dòng)支護(hù)變?yōu)橹鲃?dòng)支護(hù),提高了支護(hù)性能,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)通道期間頂板及時(shí)支護(hù),解決了原施工工藝中一次性形成收尾通道時(shí)空頂面積大的技術(shù)難題,縮短了收尾通道空頂時(shí)間,防止了頂板離層、下沉現(xiàn)象;同時(shí)煤壁采用邁步式錨索支護(hù),支護(hù)強(qiáng)度增大,防止煤壁貼幫柱改柱時(shí),煤壁片幫,減小通道有效斷面,防止了煤壁皮幫造成頂板空頂距加大。3)通道支護(hù)一次成型,與傳統(tǒng)支護(hù)相比,降低了后期維護(hù)工作量及支護(hù)費(fèi)用投入,如單體柱循環(huán)注液、更換漏液?jiǎn)误w柱、整改退山及憋幫單體柱等工作。4)收尾通道采取聯(lián)合支護(hù)后,增加了工作面設(shè)備回撤時(shí)利用空間,如支架調(diào)架作業(yè)等;同時(shí)可在端頭處安裝三臺(tái)掩護(hù)式支架支護(hù)迎頭頂板,提高了頂板支護(hù)強(qiáng)度,保證了設(shè)備回撤安全。5)針對(duì)采煤工作面儲(chǔ)量小的煤礦,設(shè)備拆安頻繁的特點(diǎn),該收尾通道聯(lián)合支護(hù)技術(shù)為提高綜采工作面拆除工效提供了一種有效的方法和思路,為礦井采掘正常接替奠定了良好基礎(chǔ)。

3結(jié)束語(yǔ)

霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司針對(duì)采工作面收尾通道傳統(tǒng)支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí),支護(hù)強(qiáng)度、空頂面積大、勞動(dòng)強(qiáng)度大等難題,通過(guò)技術(shù)研究對(duì)傳統(tǒng)支護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,提出了“JW型鋼帶+組合錨索+錨索吊棚”頂板聯(lián)合支護(hù)設(shè)計(jì),以及巷幫“邁步式”單錨索支護(hù)設(shè)計(jì),并在302工作面收尾通道中進(jìn)行應(yīng)用,通過(guò)應(yīng)用效果來(lái)看,該聯(lián)合支護(hù)提高了頂板穩(wěn)定性,工作面在后期回撤期間未出現(xiàn)頂板破碎、冒落現(xiàn)象,加快了工作面回撤速度,與傳統(tǒng)支護(hù)設(shè)計(jì)相比,可縮短回撤周期達(dá)7d,降低勞動(dòng)成本費(fèi)用達(dá)3.5萬(wàn)元,取得了顯著經(jīng)濟(jì)、安全效益。

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作者:成斐斐 單位:霍州煤電集團(tuán)呂梁山煤電有限公司運(yùn)銷分公司