煤層綜采面回撤通道支護(hù)范文

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《煤礦現(xiàn)代化雜志》2014年第四期

1綜采面主回撤通道支護(hù)技術(shù)

伊泰集團(tuán)公司自2007年技改完成后在納林廟礦區(qū)的礦井全部采用目前世界上最先進(jìn)的無(wú)軌膠輪車(chē)輔助運(yùn)輸方式，結(jié)合該礦區(qū)主采煤層的特點(diǎn)和煤礦的輔助運(yùn)輸方式，伊泰集團(tuán)公司在該礦區(qū)的3個(gè)主力礦井綜采搬家全部采用輔巷多通道模式。

1.1主回撤通道垛式支架支護(hù)強(qiáng)度工作面停采時(shí)回撤區(qū)頂板呈近似懸臂梁結(jié)構(gòu)，上覆巖層重量主要由支架承擔(dān)。考慮支架后可能懸跨一定長(zhǎng)度的老頂巖梁，假設(shè)懸跨巖梁為一個(gè)來(lái)壓步距的長(zhǎng)度。此時(shí)，回撤區(qū)支架要承受兩部分的巖重，一是控頂距上方頂板巖重，二是支架后方懸跨老頂巖重。按回撤區(qū)老頂和上覆巖層分離，頂板巖層整體下沉的最危險(xiǎn)工況計(jì)算頂板壓力及支架所需支護(hù)阻力，回撤通道軸向1m作為頂板壓力的計(jì)算單位，簡(jiǎn)稱壓力集度，單位kN/m，由此可計(jì)算得出頂板壓力（以下計(jì)算所取參數(shù)按采高6m所取，即工作面支架型號(hào)為ZY/13000/28/63D，回撤通道凈寬6.5m）為。式中：P0為頂板壓力，kN/m；γ為巖層容重，2.5×104N/m3；c為周期來(lái)壓步距，取16.5m；MZ為直接頂厚度，取18.0m；ME為老頂厚度，取8.6m；LK1為沿工作面推進(jìn)方向?qū)嶋H控頂距,11.52m；

1.2主回撤通道支護(hù)工藝（1）主回撤通道作為回撤工作面設(shè)備使用的主要通道，采高5.2m主回撤通道斷面為矩形，凈寬6.0m，凈高3.8m；采高6.0m主回撤通道斷面為矩形，凈寬6.5m，凈高4.2m。頂板一次支護(hù)采用錨桿、網(wǎng)片、錨索支護(hù)。（2）主回撤通道二次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)采用單體液壓支柱、11號(hào)礦用工字鋼梁、垛式液壓支架等進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。金屬網(wǎng)下按照間距865mm采用一梁兩柱方式支設(shè)11號(hào)礦用工字鋼，保證每臺(tái)液壓支架能夠挑住兩根工字鋼梁，鋼梁下支設(shè)兩排1000kN垛式支架，成“品”字形布置，垛架間距0.5m，如圖2。主回撤通道采用這種支護(hù)方式3個(gè)礦共搬家22次，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，正常搬家12次（全部為5.2m采高），平均搬家時(shí)間9.73天；8次搬家不正常（7次6.0m采高，1次為5.2m采高）,發(fā)生主回撤通道頂板嚴(yán)重下沉，出現(xiàn)壓架現(xiàn)象，單體液壓支柱折損嚴(yán)重，給回撤帶來(lái)很大的困難、搬家進(jìn)展緩慢，費(fèi)用增加。通過(guò)對(duì)頂板壓力和回撤通道垛架承受壓力的估算，得出采高6.0m時(shí)用于加固支護(hù)主回撤通道頂板的液壓支架的支護(hù)阻力應(yīng)不小于10295.9kN。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也說(shuō)明10000kN垛式支架用于采高6.0m綜采面回撤通道的二次支護(hù)易發(fā)生通道中部頂板下沉和支架壓死現(xiàn)象。由此，可得出10000kN垛式支架無(wú)法滿足采高6.0m綜采面通道中部的二次支護(hù)強(qiáng)度。（3）由于上述支護(hù)方式不能滿足采高6.0m綜采面回撤通道的二次支護(hù)強(qiáng)度的需要，我們?cè)诓筛?.0m綜采面回撤通道的二次支護(hù)工藝應(yīng)用中進(jìn)行改進(jìn)，目前通道支護(hù)采用一種更為簡(jiǎn)單快速的高強(qiáng)度支護(hù)方式，即在主回撤通道采用錨索吊鋼梁及雙排大阻力垛式支架的支護(hù)方式進(jìn)行頂板支護(hù)。主回撤通道鋼梁長(zhǎng)度為6m，打設(shè)3根錨索吊掛鋼梁，錨索打設(shè)沿采煤貫通幫與頂板垂直布置，每根鋼梁排距865mm，錨索外露500mm。根據(jù)礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，綜采工作面回采時(shí)工作面中部壓力顯現(xiàn)往往比較強(qiáng)烈，因此工作面1號(hào)～3號(hào)聯(lián)巷之間鋼梁下支設(shè)阻力比較高（18000kN）的垛式支架；1號(hào)聯(lián)巷到主運(yùn)順槽間和3和聯(lián)巷到輔運(yùn)順槽間鋼梁下支設(shè)阻力比較低（10000kN）的垛式支架，平面布置如圖3。采用上述改進(jìn)回撤通道支護(hù)工藝后，首先，回撤通道支護(hù)工藝變得相對(duì)簡(jiǎn)單。掘進(jìn)主輔回撤通道時(shí)一次錨網(wǎng)支護(hù)到位后，待綜采工作面推采到距離回撤通道300~500m時(shí)再進(jìn)行錨索吊雙工字鋼梁+垛式支架支護(hù)。這種支護(hù)方式幾乎不用單體液壓支柱，可減少工作面作業(yè)人員，這樣支護(hù)時(shí)既不需要太多的人力，又能夠保證安全，大大降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。采用錨索吊鋼梁加大阻力垛架支護(hù)方式后，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，三個(gè)礦共搬家8次，唯一一次不正常搬家是由于綜采隊(duì)末采聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量差以及貫通時(shí)形成0.5m以上的臺(tái)階所致，非頂板事故。其他8次搬家都比較順利，未出現(xiàn)嚴(yán)重壓架現(xiàn)象；搬家速度比一梁兩柱垛架支護(hù)方式平均快6天多，極大地提高了綜采面回撤效率與安全性。“錨索吊工字鋼梁+大阻力垛架”這種主動(dòng)支護(hù)和被動(dòng)支護(hù)相結(jié)合的支護(hù)方案是可行的,能有效控制圍巖變形,可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的快速安全回撤。

2結(jié)束語(yǔ)

（1）本文綜合運(yùn)用巖體力學(xué)和礦山壓力關(guān)鍵層理論及現(xiàn)場(chǎng)施工數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)研究，確定了鄂爾多斯納林廟礦區(qū)6-2煤層采高6.0m時(shí)綜采面主回撤通道合理有效的二次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方式，且取得了很好的實(shí)踐應(yīng)用效果，可推廣到有類似地質(zhì)條件的礦區(qū)應(yīng)用，進(jìn)一步證明支護(hù)方式的可靠性和實(shí)用性；（2）采用輔巷多通道的工藝進(jìn)行設(shè)備回撤時(shí)，主回撤通道二次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)是回撤能否順利的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，要根據(jù)不同的煤層、不同的開(kāi)采區(qū)域、不同的地質(zhì)特征，采用不同的通道支護(hù)方式，在實(shí)踐中要不斷的研究，有選擇性的進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，這對(duì)綜采搬家倒面及保持高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)是非常必要的。

作者：李文藝單位：內(nèi)蒙古伊泰集團(tuán)有限公司