摘要:高應(yīng)力、大采深臺(tái)棚支護(hù)一直是制約林西礦改變生產(chǎn)模式、推行綜采施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié),經(jīng)過不斷摸索探究,找到了一條適合林西復(fù)雜條件下交叉點(diǎn)的施工方法,為衰老礦井在復(fù)雜條件下交叉點(diǎn)的支護(hù)方面提供了借鑒。
關(guān)鍵詞:復(fù)雜條件;交叉點(diǎn);臺(tái)棚支護(hù)技術(shù);綜采施工;林西礦;生產(chǎn)模式
中圖分類號(hào):TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)34-0136-02
1 概述
林西礦是一個(gè)百年老礦,2006~2007年實(shí)施政策性破產(chǎn)重組,成立唐山開灤林西礦業(yè)有限公司。礦井原設(shè)計(jì)能力230萬噸/年,核定生產(chǎn)能力125萬噸/年。最大采深已達(dá)到-850m(11水平),后期采場(chǎng)主要集中在深部高應(yīng)力強(qiáng)側(cè)壓區(qū)域,為保證生存和發(fā)展,公司改變了生產(chǎn)模式,由過去炮改為綜采,而大跨度的臺(tái)棚施工正是制約林西改變生產(chǎn)模式,推行綜采施工的一個(gè)重要的施工因素,經(jīng)過不斷摸索,找到了一條適合林西礦復(fù)雜條件下交叉點(diǎn)施工方法。
2 煤層的地質(zhì)條件
林西礦的可采煤層為7#煤、8#煤、9#煤、11#煤和12#煤,共5層煤,各煤層地質(zhì)條件復(fù)雜,煤層頂?shù)讕r性結(jié)構(gòu)及單向抗壓強(qiáng)度不一樣,如表1所示。
從表1中可以看出各煤層頂?shù)讕r性及抗壓強(qiáng)度不同,應(yīng)根據(jù)各煤層實(shí)際情況對(duì)臺(tái)棚支護(hù)施工進(jìn)行優(yōu)化。
3 優(yōu)化臺(tái)棚支護(hù)設(shè)計(jì)
第一,根據(jù)臺(tái)棚周圍四鄰狀況,臺(tái)棚位置選擇布置在頂板巖性硬度系數(shù)相對(duì)較高、頂板完整、穩(wěn)定性強(qiáng)、受力小的減壓區(qū)或低應(yīng)力區(qū)。
第二,開門巷道優(yōu)先布置與臺(tái)棚方向一致或正交,如果很難避開開門斜交施工問題,斜交角度盡量減小。
第三,臺(tái)棚避開冒高區(qū)域或受冒高波及區(qū)域。
第四,優(yōu)化臺(tái)棚支護(hù)參數(shù):(1)林西礦的7#煤、8#煤、9#煤、11#煤層頂板較完整,稱之第一類條件。為滿足綜采、綜掘施工工藝要求,臺(tái)棚凈斷面通常設(shè)計(jì)為:4.5m×2.6m(寬×高),切眼臺(tái)棚凈斷面為:6m×2.6m(寬×高)。臺(tái)棚優(yōu)先考慮采用錨網(wǎng)、錨索支護(hù),頂錨桿采用Φ22mm×2400mm左旋高強(qiáng)頂錨桿配合Φ18mm×3400mm(Φ18mm×2600mm)頂鋼架進(jìn)行施工,間排距0.8m,7#煤、11#煤層局部區(qū)域考慮間排距0.6m,臺(tái)棚四角及巷中應(yīng)力集中區(qū)域采取錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),錨索規(guī)格為Φ17.5mm×7500mm;(2)林西礦的12#煤層頂板較破碎,稱之第二類條件。設(shè)計(jì)綜合考慮錨網(wǎng)索+拱形臺(tái)棚聯(lián)合支護(hù)形式,即先棚拱形棚,然后在棚檔采取錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù)。頂錨桿采用Φ22mm×2400mm左旋高強(qiáng)頂錨桿配合Φ18mm×3400mm(Φ18mm×2600mm)頂鋼架,間排距0.8m,臺(tái)棚四角及巷中應(yīng)力集中區(qū)域采取錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),錨索規(guī)格為Φ17.5mm×7500mm;(3)服務(wù)時(shí)間短或不可避免受采動(dòng)壓力多次影響的臺(tái)棚,稱之第三類條件。設(shè)計(jì)綜合考慮重復(fù)套修臺(tái)棚托改方法;(4)深部高應(yīng)力區(qū)域、服務(wù)時(shí)間長或悠久服務(wù)年限的交叉點(diǎn)臺(tái)棚,稱之第四類條件。首先采用14m2(或18m2)大斷面拱形棚套修施工,然后采用托改臺(tái)棚配合頂部羅克休等固化技術(shù)的
方法。
4 各類臺(tái)棚的施工實(shí)踐
第一,第一類頂板較完整,需要滿足綜采、綜掘施工工藝要求。具有代表性的是十東區(qū)域9#煤層順槽開門臺(tái)棚,凈斷面為4.5m×2.6m(寬×高)。頂錨桿采用Φ22mm×2400mm左旋高強(qiáng)頂錨桿配合,間排距0.8m,同時(shí)配合Φ18mm×3400mm搭接Φ12mm×1200mm頂鋼架進(jìn)行施工,臺(tái)棚四角及巷中應(yīng)力集中區(qū)域采取錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),錨索規(guī)格為Φ17.5mm×7500mm;切眼上口臺(tái)棚凈斷面為6m×2.6m(寬×高)。間排距0.6m,頂錨桿采用Φ22mm×2400mm左旋高強(qiáng)頂錨桿配合,間排距0.8m,同時(shí)配合Φ18mm×3400mm搭接Φ12mm×1200mm頂鋼架進(jìn)行施工,臺(tái)棚四角及巷中應(yīng)力集中區(qū)域采取錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),錨索規(guī)格為Φ17.5mm×7500mm,錨索排距3m,間距2m。通過錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)實(shí)踐,觀測(cè)頂板離層值臺(tái)棚范圍最大離層均在臨界值之內(nèi),取得了良好的支護(hù)效果,如表2所示:
第二,第二類臺(tái)棚是頂板相對(duì)破碎,頂板單向抗壓強(qiáng)度在30MPa以下。具有代表性的是1800采區(qū)的12煤層切眼下口臺(tái)棚,在預(yù)定臺(tái)棚范圍超前3~5m采用錨網(wǎng)拱形棚聯(lián)合支護(hù)。施工采用10.4m2拱棚與錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)技術(shù),斷面規(guī)格為4.5×2.6m(寬×高),初始棚距0.8m,梁腿搭接400mm,每側(cè)使用兩套卡纜,首先支護(hù)架棚0.8m棚距的棚子,在兩架棚子空檔中間加打錨桿,直至施工至臺(tái)棚的護(hù)口棚子位置,然后改東西10.4m2臺(tái)棚。施工臺(tái)棚范圍頂錨桿布置方式:每聯(lián)打6根錨桿,錨桿間、排距0.8m,頂錨桿每根使用3個(gè)樹脂藥卷,采用2.6m鋼架搭接使用。
第三,第三類臺(tái)棚為服務(wù)時(shí)間較短的區(qū)段重復(fù)套修臺(tái)棚采用套修托改方法組織施工;沿臺(tái)棚插梁方向超前5m如意高挺新套棚子500~600mm,挺至臺(tái)棚范圍后平套施工,要求開門一側(cè)棚梁略高于另一側(cè),確保臺(tái)棚的質(zhì)量和巷道開門不出現(xiàn)壓頭現(xiàn)象。
第四,第四類臺(tái)棚為服務(wù)時(shí)間較長或永久服務(wù)年限的臺(tái)棚,采用套修托改臺(tái)棚配合羅克休固化技術(shù)的方法施工。具有代表意義是1820皮帶巷機(jī)頭臺(tái)棚的施工,1820主運(yùn)輸皮帶巷總工程量770m,2001年實(shí)現(xiàn)了貫通并安裝了800mm的皮帶,同年投入了使用,它的投入使用結(jié)束了該礦十一水平大巷礦車運(yùn)煤的歷史,為進(jìn)一步皮帶化流水線運(yùn)輸打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);隨著該礦17、18區(qū)域運(yùn)輸煤量的增加,2007年用1m皮帶替換800mm皮帶,為進(jìn)一步提升1820主運(yùn)輸皮帶的能力,原1m皮帶已經(jīng)滿足不了主運(yùn)輸能力的要求,需要更換運(yùn)輸強(qiáng)度和能力均達(dá)到要求的1m可伸縮式皮帶。施工時(shí)由臺(tái)棚以東20m起頭,由東往西套修14m2拱形棚,斷面規(guī)格為:4.8m×3.3m,棚距0.6m,跨膠帶運(yùn)輸機(jī)施工中采用特制鐵過橋上架設(shè)臨時(shí)性短腿,套過臺(tái)棚范圍3m后,托改14m2拱形臺(tái)棚,插梁使用10根5m和10根3.8m 29U支撐鋼搭接使用,每兩根支撐鋼搭接成一根使用,中間搭接1.6m,搭接處采用5套卡纜卡牢均勻布置,臺(tái)棚凈寬4.8m。并要求所有插梁開口朝下,東西方向擱置,均勻擺布。第二道工序是在臺(tái)棚上方2m高度范圍采用羅克修固化技術(shù),通過近一年十字觀測(cè),頂板最大下沉量為15mm,兩幫相對(duì)移近量為25mm,達(dá)到了永久支護(hù)的目的。
5 結(jié)語
通過對(duì)林西礦復(fù)雜條件下臺(tái)棚支護(hù)研究探索,得出如下結(jié)論:(1)深部高應(yīng)力區(qū)優(yōu)先考慮錨網(wǎng)索臺(tái)棚支護(hù)技術(shù);(2)頂板相對(duì)完整的7#煤、8#煤、9#煤、11#煤層切眼上下口可采用錨網(wǎng)、錨索支護(hù),開門臺(tái)棚在此基礎(chǔ)上架設(shè)拱形臺(tái)棚聯(lián)合支護(hù);(3)受動(dòng)壓影響頂板破碎、服務(wù)時(shí)間短的區(qū)段臺(tái)棚可重復(fù)套修,然后在套修的新棚子下托改臺(tái)棚;(4)服務(wù)時(shí)間較長或永久服務(wù)年限的臺(tái)棚,采用套修托改臺(tái)棚配合羅克休固化技術(shù)的方法施工;(5)為衰老礦井復(fù)雜條件下臺(tái)棚施工提供借鑒。
作者簡介:吳培益(1973-),男,安徽人,唐山開灤林西礦業(yè)公司安全管理部采煤工程師,研究方向:井工煤礦安全技術(shù)。endprint
摘要:高應(yīng)力、大采深臺(tái)棚支護(hù)一直是制約林西礦改變生產(chǎn)模式、推行綜采施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié),經(jīng)過不斷摸索探究,找到了一條適合林西復(fù)雜條件下交叉點(diǎn)的施工方法,為衰老礦井在復(fù)雜條件下交叉點(diǎn)的支護(hù)方面提供了借鑒。
關(guān)鍵詞:復(fù)雜條件;交叉點(diǎn);臺(tái)棚支護(hù)技術(shù);綜采施工;林西礦;生產(chǎn)模式
中圖分類號(hào):TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)34-0136-02
1 概述
林西礦是一個(gè)百年老礦,2006~2007年實(shí)施政策性破產(chǎn)重組,成立唐山開灤林西礦業(yè)有限公司。礦井原設(shè)計(jì)能力230萬噸/年,核定生產(chǎn)能力125萬噸/年。最大采深已達(dá)到-850m(11水平),后期采場(chǎng)主要集中在深部高應(yīng)力強(qiáng)側(cè)壓區(qū)域,為保證生存和發(fā)展,公司改變了生產(chǎn)模式,由過去炮改為綜采,而大跨度的臺(tái)棚施工正是制約林西改變生產(chǎn)模式,推行綜采施工的一個(gè)重要的施工因素,經(jīng)過不斷摸索,找到了一條適合林西礦復(fù)雜條件下交叉點(diǎn)施工方法。
2 煤層的地質(zhì)條件
林西礦的可采煤層為7#煤、8#煤、9#煤、11#煤和12#煤,共5層煤,各煤層地質(zhì)條件復(fù)雜,煤層頂?shù)讕r性結(jié)構(gòu)及單向抗壓強(qiáng)度不一樣,如表1所示。
從表1中可以看出各煤層頂?shù)讕r性及抗壓強(qiáng)度不同,應(yīng)根據(jù)各煤層實(shí)際情況對(duì)臺(tái)棚支護(hù)施工進(jìn)行優(yōu)化。
3 優(yōu)化臺(tái)棚支護(hù)設(shè)計(jì)
第一,根據(jù)臺(tái)棚周圍四鄰狀況,臺(tái)棚位置選擇布置在頂板巖性硬度系數(shù)相對(duì)較高、頂板完整、穩(wěn)定性強(qiáng)、受力小的減壓區(qū)或低應(yīng)力區(qū)。
第二,開門巷道優(yōu)先布置與臺(tái)棚方向一致或正交,如果很難避開開門斜交施工問題,斜交角度盡量減小。
第三,臺(tái)棚避開冒高區(qū)域或受冒高波及區(qū)域。
第四,優(yōu)化臺(tái)棚支護(hù)參數(shù):(1)林西礦的7#煤、8#煤、9#煤、11#煤層頂板較完整,稱之第一類條件。為滿足綜采、綜掘施工工藝要求,臺(tái)棚凈斷面通常設(shè)計(jì)為:4.5m×2.6m(寬×高),切眼臺(tái)棚凈斷面為:6m×2.6m(寬×高)。臺(tái)棚優(yōu)先考慮采用錨網(wǎng)、錨索支護(hù),頂錨桿采用Φ22mm×2400mm左旋高強(qiáng)頂錨桿配合Φ18mm×3400mm(Φ18mm×2600mm)頂鋼架進(jìn)行施工,間排距0.8m,7#煤、11#煤層局部區(qū)域考慮間排距0.6m,臺(tái)棚四角及巷中應(yīng)力集中區(qū)域采取錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),錨索規(guī)格為Φ17.5mm×7500mm;(2)林西礦的12#煤層頂板較破碎,稱之第二類條件。設(shè)計(jì)綜合考慮錨網(wǎng)索+拱形臺(tái)棚聯(lián)合支護(hù)形式,即先棚拱形棚,然后在棚檔采取錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù)。頂錨桿采用Φ22mm×2400mm左旋高強(qiáng)頂錨桿配合Φ18mm×3400mm(Φ18mm×2600mm)頂鋼架,間排距0.8m,臺(tái)棚四角及巷中應(yīng)力集中區(qū)域采取錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),錨索規(guī)格為Φ17.5mm×7500mm;(3)服務(wù)時(shí)間短或不可避免受采動(dòng)壓力多次影響的臺(tái)棚,稱之第三類條件。設(shè)計(jì)綜合考慮重復(fù)套修臺(tái)棚托改方法;(4)深部高應(yīng)力區(qū)域、服務(wù)時(shí)間長或悠久服務(wù)年限的交叉點(diǎn)臺(tái)棚,稱之第四類條件。首先采用14m2(或18m2)大斷面拱形棚套修施工,然后采用托改臺(tái)棚配合頂部羅克休等固化技術(shù)的
方法。
4 各類臺(tái)棚的施工實(shí)踐
第一,第一類頂板較完整,需要滿足綜采、綜掘施工工藝要求。具有代表性的是十東區(qū)域9#煤層順槽開門臺(tái)棚,凈斷面為4.5m×2.6m(寬×高)。頂錨桿采用Φ22mm×2400mm左旋高強(qiáng)頂錨桿配合,間排距0.8m,同時(shí)配合Φ18mm×3400mm搭接Φ12mm×1200mm頂鋼架進(jìn)行施工,臺(tái)棚四角及巷中應(yīng)力集中區(qū)域采取錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),錨索規(guī)格為Φ17.5mm×7500mm;切眼上口臺(tái)棚凈斷面為6m×2.6m(寬×高)。間排距0.6m,頂錨桿采用Φ22mm×2400mm左旋高強(qiáng)頂錨桿配合,間排距0.8m,同時(shí)配合Φ18mm×3400mm搭接Φ12mm×1200mm頂鋼架進(jìn)行施工,臺(tái)棚四角及巷中應(yīng)力集中區(qū)域采取錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),錨索規(guī)格為Φ17.5mm×7500mm,錨索排距3m,間距2m。通過錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)實(shí)踐,觀測(cè)頂板離層值臺(tái)棚范圍最大離層均在臨界值之內(nèi),取得了良好的支護(hù)效果,如表2所示:
第二,第二類臺(tái)棚是頂板相對(duì)破碎,頂板單向抗壓強(qiáng)度在30MPa以下。具有代表性的是1800采區(qū)的12煤層切眼下口臺(tái)棚,在預(yù)定臺(tái)棚范圍超前3~5m采用錨網(wǎng)拱形棚聯(lián)合支護(hù)。施工采用10.4m2拱棚與錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)技術(shù),斷面規(guī)格為4.5×2.6m(寬×高),初始棚距0.8m,梁腿搭接400mm,每側(cè)使用兩套卡纜,首先支護(hù)架棚0.8m棚距的棚子,在兩架棚子空檔中間加打錨桿,直至施工至臺(tái)棚的護(hù)口棚子位置,然后改東西10.4m2臺(tái)棚。施工臺(tái)棚范圍頂錨桿布置方式:每聯(lián)打6根錨桿,錨桿間、排距0.8m,頂錨桿每根使用3個(gè)樹脂藥卷,采用2.6m鋼架搭接使用。
第三,第三類臺(tái)棚為服務(wù)時(shí)間較短的區(qū)段重復(fù)套修臺(tái)棚采用套修托改方法組織施工;沿臺(tái)棚插梁方向超前5m如意高挺新套棚子500~600mm,挺至臺(tái)棚范圍后平套施工,要求開門一側(cè)棚梁略高于另一側(cè),確保臺(tái)棚的質(zhì)量和巷道開門不出現(xiàn)壓頭現(xiàn)象。
第四,第四類臺(tái)棚為服務(wù)時(shí)間較長或永久服務(wù)年限的臺(tái)棚,采用套修托改臺(tái)棚配合羅克休固化技術(shù)的方法施工。具有代表意義是1820皮帶巷機(jī)頭臺(tái)棚的施工,1820主運(yùn)輸皮帶巷總工程量770m,2001年實(shí)現(xiàn)了貫通并安裝了800mm的皮帶,同年投入了使用,它的投入使用結(jié)束了該礦十一水平大巷礦車運(yùn)煤的歷史,為進(jìn)一步皮帶化流水線運(yùn)輸打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);隨著該礦17、18區(qū)域運(yùn)輸煤量的增加,2007年用1m皮帶替換800mm皮帶,為進(jìn)一步提升1820主運(yùn)輸皮帶的能力,原1m皮帶已經(jīng)滿足不了主運(yùn)輸能力的要求,需要更換運(yùn)輸強(qiáng)度和能力均達(dá)到要求的1m可伸縮式皮帶。施工時(shí)由臺(tái)棚以東20m起頭,由東往西套修14m2拱形棚,斷面規(guī)格為:4.8m×3.3m,棚距0.6m,跨膠帶運(yùn)輸機(jī)施工中采用特制鐵過橋上架設(shè)臨時(shí)性短腿,套過臺(tái)棚范圍3m后,托改14m2拱形臺(tái)棚,插梁使用10根5m和10根3.8m 29U支撐鋼搭接使用,每兩根支撐鋼搭接成一根使用,中間搭接1.6m,搭接處采用5套卡纜卡牢均勻布置,臺(tái)棚凈寬4.8m。并要求所有插梁開口朝下,東西方向擱置,均勻擺布。第二道工序是在臺(tái)棚上方2m高度范圍采用羅克修固化技術(shù),通過近一年十字觀測(cè),頂板最大下沉量為15mm,兩幫相對(duì)移近量為25mm,達(dá)到了永久支護(hù)的目的。
5 結(jié)語
通過對(duì)林西礦復(fù)雜條件下臺(tái)棚支護(hù)研究探索,得出如下結(jié)論:(1)深部高應(yīng)力區(qū)優(yōu)先考慮錨網(wǎng)索臺(tái)棚支護(hù)技術(shù);(2)頂板相對(duì)完整的7#煤、8#煤、9#煤、11#煤層切眼上下口可采用錨網(wǎng)、錨索支護(hù),開門臺(tái)棚在此基礎(chǔ)上架設(shè)拱形臺(tái)棚聯(lián)合支護(hù);(3)受動(dòng)壓影響頂板破碎、服務(wù)時(shí)間短的區(qū)段臺(tái)棚可重復(fù)套修,然后在套修的新棚子下托改臺(tái)棚;(4)服務(wù)時(shí)間較長或永久服務(wù)年限的臺(tái)棚,采用套修托改臺(tái)棚配合羅克休固化技術(shù)的方法施工;(5)為衰老礦井復(fù)雜條件下臺(tái)棚施工提供借鑒。
作者簡介:吳培益(1973-),男,安徽人,唐山開灤林西礦業(yè)公司安全管理部采煤工程師,研究方向:井工煤礦安全技術(shù)。endprint
摘要:高應(yīng)力、大采深臺(tái)棚支護(hù)一直是制約林西礦改變生產(chǎn)模式、推行綜采施工的一個(gè)重要環(huán)節(jié),經(jīng)過不斷摸索探究,找到了一條適合林西復(fù)雜條件下交叉點(diǎn)的施工方法,為衰老礦井在復(fù)雜條件下交叉點(diǎn)的支護(hù)方面提供了借鑒。
關(guān)鍵詞:復(fù)雜條件;交叉點(diǎn);臺(tái)棚支護(hù)技術(shù);綜采施工;林西礦;生產(chǎn)模式
中圖分類號(hào):TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-2374(2014)34-0136-02
1 概述
林西礦是一個(gè)百年老礦,2006~2007年實(shí)施政策性破產(chǎn)重組,成立唐山開灤林西礦業(yè)有限公司。礦井原設(shè)計(jì)能力230萬噸/年,核定生產(chǎn)能力125萬噸/年。最大采深已達(dá)到-850m(11水平),后期采場(chǎng)主要集中在深部高應(yīng)力強(qiáng)側(cè)壓區(qū)域,為保證生存和發(fā)展,公司改變了生產(chǎn)模式,由過去炮改為綜采,而大跨度的臺(tái)棚施工正是制約林西改變生產(chǎn)模式,推行綜采施工的一個(gè)重要的施工因素,經(jīng)過不斷摸索,找到了一條適合林西礦復(fù)雜條件下交叉點(diǎn)施工方法。
2 煤層的地質(zhì)條件
林西礦的可采煤層為7#煤、8#煤、9#煤、11#煤和12#煤,共5層煤,各煤層地質(zhì)條件復(fù)雜,煤層頂?shù)讕r性結(jié)構(gòu)及單向抗壓強(qiáng)度不一樣,如表1所示。
從表1中可以看出各煤層頂?shù)讕r性及抗壓強(qiáng)度不同,應(yīng)根據(jù)各煤層實(shí)際情況對(duì)臺(tái)棚支護(hù)施工進(jìn)行優(yōu)化。
3 優(yōu)化臺(tái)棚支護(hù)設(shè)計(jì)
第一,根據(jù)臺(tái)棚周圍四鄰狀況,臺(tái)棚位置選擇布置在頂板巖性硬度系數(shù)相對(duì)較高、頂板完整、穩(wěn)定性強(qiáng)、受力小的減壓區(qū)或低應(yīng)力區(qū)。
第二,開門巷道優(yōu)先布置與臺(tái)棚方向一致或正交,如果很難避開開門斜交施工問題,斜交角度盡量減小。
第三,臺(tái)棚避開冒高區(qū)域或受冒高波及區(qū)域。
第四,優(yōu)化臺(tái)棚支護(hù)參數(shù):(1)林西礦的7#煤、8#煤、9#煤、11#煤層頂板較完整,稱之第一類條件。為滿足綜采、綜掘施工工藝要求,臺(tái)棚凈斷面通常設(shè)計(jì)為:4.5m×2.6m(寬×高),切眼臺(tái)棚凈斷面為:6m×2.6m(寬×高)。臺(tái)棚優(yōu)先考慮采用錨網(wǎng)、錨索支護(hù),頂錨桿采用Φ22mm×2400mm左旋高強(qiáng)頂錨桿配合Φ18mm×3400mm(Φ18mm×2600mm)頂鋼架進(jìn)行施工,間排距0.8m,7#煤、11#煤層局部區(qū)域考慮間排距0.6m,臺(tái)棚四角及巷中應(yīng)力集中區(qū)域采取錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),錨索規(guī)格為Φ17.5mm×7500mm;(2)林西礦的12#煤層頂板較破碎,稱之第二類條件。設(shè)計(jì)綜合考慮錨網(wǎng)索+拱形臺(tái)棚聯(lián)合支護(hù)形式,即先棚拱形棚,然后在棚檔采取錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù)。頂錨桿采用Φ22mm×2400mm左旋高強(qiáng)頂錨桿配合Φ18mm×3400mm(Φ18mm×2600mm)頂鋼架,間排距0.8m,臺(tái)棚四角及巷中應(yīng)力集中區(qū)域采取錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),錨索規(guī)格為Φ17.5mm×7500mm;(3)服務(wù)時(shí)間短或不可避免受采動(dòng)壓力多次影響的臺(tái)棚,稱之第三類條件。設(shè)計(jì)綜合考慮重復(fù)套修臺(tái)棚托改方法;(4)深部高應(yīng)力區(qū)域、服務(wù)時(shí)間長或悠久服務(wù)年限的交叉點(diǎn)臺(tái)棚,稱之第四類條件。首先采用14m2(或18m2)大斷面拱形棚套修施工,然后采用托改臺(tái)棚配合頂部羅克休等固化技術(shù)的
方法。
4 各類臺(tái)棚的施工實(shí)踐
第一,第一類頂板較完整,需要滿足綜采、綜掘施工工藝要求。具有代表性的是十東區(qū)域9#煤層順槽開門臺(tái)棚,凈斷面為4.5m×2.6m(寬×高)。頂錨桿采用Φ22mm×2400mm左旋高強(qiáng)頂錨桿配合,間排距0.8m,同時(shí)配合Φ18mm×3400mm搭接Φ12mm×1200mm頂鋼架進(jìn)行施工,臺(tái)棚四角及巷中應(yīng)力集中區(qū)域采取錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),錨索規(guī)格為Φ17.5mm×7500mm;切眼上口臺(tái)棚凈斷面為6m×2.6m(寬×高)。間排距0.6m,頂錨桿采用Φ22mm×2400mm左旋高強(qiáng)頂錨桿配合,間排距0.8m,同時(shí)配合Φ18mm×3400mm搭接Φ12mm×1200mm頂鋼架進(jìn)行施工,臺(tái)棚四角及巷中應(yīng)力集中區(qū)域采取錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù),錨索規(guī)格為Φ17.5mm×7500mm,錨索排距3m,間距2m。通過錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)實(shí)踐,觀測(cè)頂板離層值臺(tái)棚范圍最大離層均在臨界值之內(nèi),取得了良好的支護(hù)效果,如表2所示:
第二,第二類臺(tái)棚是頂板相對(duì)破碎,頂板單向抗壓強(qiáng)度在30MPa以下。具有代表性的是1800采區(qū)的12煤層切眼下口臺(tái)棚,在預(yù)定臺(tái)棚范圍超前3~5m采用錨網(wǎng)拱形棚聯(lián)合支護(hù)。施工采用10.4m2拱棚與錨網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)技術(shù),斷面規(guī)格為4.5×2.6m(寬×高),初始棚距0.8m,梁腿搭接400mm,每側(cè)使用兩套卡纜,首先支護(hù)架棚0.8m棚距的棚子,在兩架棚子空檔中間加打錨桿,直至施工至臺(tái)棚的護(hù)口棚子位置,然后改東西10.4m2臺(tái)棚。施工臺(tái)棚范圍頂錨桿布置方式:每聯(lián)打6根錨桿,錨桿間、排距0.8m,頂錨桿每根使用3個(gè)樹脂藥卷,采用2.6m鋼架搭接使用。
第三,第三類臺(tái)棚為服務(wù)時(shí)間較短的區(qū)段重復(fù)套修臺(tái)棚采用套修托改方法組織施工;沿臺(tái)棚插梁方向超前5m如意高挺新套棚子500~600mm,挺至臺(tái)棚范圍后平套施工,要求開門一側(cè)棚梁略高于另一側(cè),確保臺(tái)棚的質(zhì)量和巷道開門不出現(xiàn)壓頭現(xiàn)象。
第四,第四類臺(tái)棚為服務(wù)時(shí)間較長或永久服務(wù)年限的臺(tái)棚,采用套修托改臺(tái)棚配合羅克休固化技術(shù)的方法施工。具有代表意義是1820皮帶巷機(jī)頭臺(tái)棚的施工,1820主運(yùn)輸皮帶巷總工程量770m,2001年實(shí)現(xiàn)了貫通并安裝了800mm的皮帶,同年投入了使用,它的投入使用結(jié)束了該礦十一水平大巷礦車運(yùn)煤的歷史,為進(jìn)一步皮帶化流水線運(yùn)輸打下了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);隨著該礦17、18區(qū)域運(yùn)輸煤量的增加,2007年用1m皮帶替換800mm皮帶,為進(jìn)一步提升1820主運(yùn)輸皮帶的能力,原1m皮帶已經(jīng)滿足不了主運(yùn)輸能力的要求,需要更換運(yùn)輸強(qiáng)度和能力均達(dá)到要求的1m可伸縮式皮帶。施工時(shí)由臺(tái)棚以東20m起頭,由東往西套修14m2拱形棚,斷面規(guī)格為:4.8m×3.3m,棚距0.6m,跨膠帶運(yùn)輸機(jī)施工中采用特制鐵過橋上架設(shè)臨時(shí)性短腿,套過臺(tái)棚范圍3m后,托改14m2拱形臺(tái)棚,插梁使用10根5m和10根3.8m 29U支撐鋼搭接使用,每兩根支撐鋼搭接成一根使用,中間搭接1.6m,搭接處采用5套卡纜卡牢均勻布置,臺(tái)棚凈寬4.8m。并要求所有插梁開口朝下,東西方向擱置,均勻擺布。第二道工序是在臺(tái)棚上方2m高度范圍采用羅克修固化技術(shù),通過近一年十字觀測(cè),頂板最大下沉量為15mm,兩幫相對(duì)移近量為25mm,達(dá)到了永久支護(hù)的目的。
5 結(jié)語
通過對(duì)林西礦復(fù)雜條件下臺(tái)棚支護(hù)研究探索,得出如下結(jié)論:(1)深部高應(yīng)力區(qū)優(yōu)先考慮錨網(wǎng)索臺(tái)棚支護(hù)技術(shù);(2)頂板相對(duì)完整的7#煤、8#煤、9#煤、11#煤層切眼上下口可采用錨網(wǎng)、錨索支護(hù),開門臺(tái)棚在此基礎(chǔ)上架設(shè)拱形臺(tái)棚聯(lián)合支護(hù);(3)受動(dòng)壓影響頂板破碎、服務(wù)時(shí)間短的區(qū)段臺(tái)棚可重復(fù)套修,然后在套修的新棚子下托改臺(tái)棚;(4)服務(wù)時(shí)間較長或永久服務(wù)年限的臺(tái)棚,采用套修托改臺(tái)棚配合羅克休固化技術(shù)的方法施工;(5)為衰老礦井復(fù)雜條件下臺(tái)棚施工提供借鑒。
作者簡介:吳培益(1973-),男,安徽人,唐山開灤林西礦業(yè)公司安全管理部采煤工程師,研究方向:井工煤礦安全技術(shù)。endprint