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綜采面回撤通道煤壁片幫維護措施研究

2018-09-11 05:49野繪宇
山東煤炭科技 2018年8期
關鍵詞:圓鋼煤壁托架

野繪宇

(山西焦煤汾西礦業(yè)集團南關煤業(yè)有限責任公司,山西 晉中 031304)

綜采工作面回撤通道施工質(zhì)量,直接影響著工作面搬家、回撤,由于工作面回撤通道斷面大,懸頂時間長,受工作面超前支撐壓力、上覆巖層自身重力以及構造應力影響,回撤通道煤壁經(jīng)常出現(xiàn)破碎、片幫、變形等現(xiàn)象,不僅加大了煤壁維護難度,降低了工作面回撤通道施工質(zhì)量,而且煤壁大面積片幫后,頂板空頂面積加大,很容易造成頂板冒頂、垮落等事故發(fā)生。南關煤礦對1209工作面回撤通道片幫煤壁采取聯(lián)合支護措施,提高了回撤通道煤壁安全穩(wěn)定性,保證工作面安全回撤。

1 概況

南關煤業(yè)有限公司1209工作面位于井田一采區(qū)北翼,工作面東為已回采結束的1211工作面,西為尚未開掘的1207工作面,北至井田邊界,南臨一采回風上山。工作面設計走向長度為920m,傾向長度為100m,回采煤層為2#煤層,煤層平均厚度為2.3m。目前工作面已回采結束,施工回撤通道期間。

地質(zhì)資料顯示1209工作面停采線外的回撤通道區(qū)域存在F3正斷層(斷層落差為2.7m,傾角為52°)影響帶,受構造應力、采動壓力以及超前支撐壓力影響,1209工作面回撤通道煤壁出現(xiàn)了大面積片幫現(xiàn)象,片幫最大深度達1.7m,片幫處頂板下沉變形明顯,威脅著工作面搬家回撤安全。經(jīng)探測,1209工作面回撤通道煤壁煤體嚴重破碎深度最大2.5m。

2 回撤通道片幫煤壁聯(lián)合維護措施

為提高工作面回撤通道的安全穩(wěn)定,決定對1209工作面回撤通道采取“注漿+加長邁步式錨桿+圓鋼托架”等聯(lián)合支護方法。

2.1 注漿

(1)在回撤通道煤壁施工一排注漿孔,注漿孔施工在距頂板1.0m處,間距3.0m,深度5.0m,鉆孔垂直煤壁布置。

(2)鉆孔施工完后,采用高壓注漿泵對鉆孔注射馬麗散粘劑,馬麗散粘劑由馬麗散與催化劑1:1混合而成,注射后及時對注漿鉆孔進行封孔處理。

(3)注漿過程中應觀察煤壁漿液滲透情況,當煤壁出現(xiàn)漿液滲透時停止注漿。所有鉆孔注漿完成后,在注漿孔下方距頂板2.0m處施工5個效果觀察孔,觀察孔孔深為6.0m,與煤壁垂直布置。

2.2 加長邁步式錨桿支護

(1)加長錨桿長度為3.0m,錨桿直徑為22mm,回撤通道煤壁共施工三排錨桿,錨桿間距為1.0m,第一排錨桿施工在距工作面頂板0.3m處。

(2)第二排錨桿與第一排錨桿間距為1.0m且成邁步式布置,如圖1所示,即第二排第一根錨桿施工在第一排第一根與第二根錨桿中間,依次類推。

(3)第三排錨桿與第二排同樣成邁步式布置。所有錨桿錨固端采用兩支型號為MSK23/60型和MSK23/35型錨固劑錨固,錨桿外露端長度為0.45m,鋼帶與煤壁預緊。

圖1 1209工作面回撤通道片幫煤壁聯(lián)合支護平面圖(mm)

2.3 安裝圓鋼托架

為了提高回撤通道加長錨桿相互聯(lián)鎖保護作用,當加長錨桿施工完后對每一根錨桿安裝圓鋼托架。

(1)1209工作面回撤通道煤壁安裝的圓鋼托架長度有1.0m和2.0m兩種,圓鋼托架直徑為30mm,每一根托架中部及兩端成扁平狀,托架中部及兩端各焊制一個直徑為25mm圓孔。

(2)在第一排與第三排同一豎直面位置安裝一根長度為2.0m圓鋼托架,工作面所有豎直面內(nèi)圓鋼托架安裝后,在第二排所有相鄰錨桿之間安裝一根長度為1.0m圓鋼托架,水平面內(nèi)圓鋼托架與豎直面內(nèi)圓鋼托架成“十”字型布置,如圖1所示。

(3)在兩根“十”字交叉圓鋼之間采用螺母連接固定,所有圓鋼托架安裝后必須與錨桿連接緊固。

3 應用效果

(1)1209工作面回撤通道煤壁采用“注漿+加長邁步式錨桿+圓鋼托架”聯(lián)合支護工藝,工藝簡單,用2d即可施工完全部聯(lián)合支護,工作面所用材料費用為4萬元,成本費用低。

(2)采用注漿支護后通過觀察孔觀察發(fā)現(xiàn),1209工作面回撤通道煤壁5m范圍內(nèi)破碎煤體完全被粘接,提高了破碎煤體膠結穩(wěn)定性。

(3)加長錨桿錨固段位于穩(wěn)定巖體內(nèi),提高了錨桿支護效果,加長錨桿施工完后未出現(xiàn)錨桿失效等現(xiàn)象。

(4)1209工作面回撤通道煤壁采用圓鋼托架有效提高錨桿間聯(lián)鎖支護作用,同時圓鋼托架可對破碎煤體進行支撐作用,安裝圓鋼托架后,有效抵御了煤柱向煤壁方向的垂直應力作用。

(5)1209工作面回撤通道煤壁采用聯(lián)合支護后,提高了煤柱抗壓能力,避免了回撤通道煤壁上方頂板下沉、破碎現(xiàn)象。

4 結語

南關煤業(yè)有限責任公司在1209工作面回撤通道采取“注漿+加長邁步式錨桿+圓鋼托架”聯(lián)合支護,有效提高了破碎煤體的穩(wěn)定性,采用加長錨桿支護解決了原來普通錨桿錨固失效、支護質(zhì)量差等難題,采用圓鋼托架后,提高了錨桿間聯(lián)鎖保護作用,有效抵御了因煤壁內(nèi)應力擴張、發(fā)生煤壁片幫等現(xiàn)象,保證了綜采面的回撤安全,取得了較好效果。

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