2010年第1期中州煤炭總第169期祁南煤礦6煤組薄煤層支護(hù)強(qiáng)度研究杜長征(淮北礦業(yè)集團(tuán)祁南煤礦,安徽宿州234115)擴(kuò)要:祁南煤礦現(xiàn)開釆中組薄煤層,由于地質(zhì)方面的原因,使巷道支護(hù)困難,礦井開采難度較大。通過對(duì)祁南煤礦61煤層據(jù)進(jìn)支護(hù)的探索,找到了解決祁膚煤礦中組薄煤層(6、52、6)巷道壓力大、支護(hù)難問題的方法:采用錨架復(fù)合支護(hù),即“錨網(wǎng)(初次支護(hù))+滯后套U29型鋼棚(二次支護(hù))聯(lián)合支護(hù)”,巷道采用拱形斷面。關(guān)鍵詞:回采巷道;錨架復(fù)合支護(hù);直接頂;直接底中田分類號(hào):TD353文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-0506(2010)01-0006-04Thin CoalBed Supporting Intensity Exploration of No 6 Coal Group in Qi nan Coal Mine(Qinan Coal Mine, Huaibei Mining Industry Group, Suzhou 234115,ChinaAbstract: The current coal mining seam of Qinan Coal Mine is thin seam in middle group. Based on the complex geological conditionsthe supporting of the roadway is very difficult, and it is hard to mine coal. Through the discussion of driving support of 6, Coal Seam inQinan Coal Mine, the solution of roadway large-pressure and supporting difficulty was proposed to deal with the problems of thin coseam in middle coal seam group(6,, 62, 6,): using anchor rack compound supports and protections, that is, "Compound support by bolting with wire mesh( initial supporting)+ setting U29 steel shed( secondary supporting)", and the roadway is arched section.Keywords: gateway; anchor rack compound supports and protections; immediate roof; immediate bottom淮北礦業(yè)集團(tuán)公司祁南煤礦是年產(chǎn)240萬t的界,其下一區(qū)段為6123工作面,該面尚未準(zhǔn)備。從大型礦井,可開采煤層共有10層(23、3261、62、63、82采區(qū)6煤組運(yùn)輸上山開口,該巷道為回采巷道7,728、9、10)。近年來隨著開采的深入,中組薄煤沿6,煤施工。層已逐漸得到配采,但由于地質(zhì)方面原因,開采難度6,煤層厚1.2~1.4m,平均1.3m,以薄煤層為大,掘進(jìn)困難,前掘后修情況較普遍,極大地浪費(fèi)了主,煤層結(jié)構(gòu)簡單,以單一煤層為主,局部含一層泥人力物力。該礦通過對(duì)6121膠帶運(yùn)輸巷支護(hù)方式巖夾矸。直接頂?shù)拙鶠槟鄮r,較軟,但遇水不泥化。的優(yōu)化,取得了較好的效果。根據(jù)鉆探資料及三維地震勘探資料分析,61211巷道支護(hù)概況膠帶運(yùn)輸巷以F(10°∠60°,H=0~20m)正斷層保護(hù)煤柱為界,在施工過程中對(duì)掘進(jìn)影響較大。受此祁南煤礦6121工作面位于82采區(qū)上部,開采斷層影響,小構(gòu)造較為發(fā)育,局部地段煤層起伏較6煤層煤厚平均1.3m,煤厚傾角11°,頂、底板均大,頂板較為破碎,壓力較大為泥巖,很不穩(wěn)定。6121膠帶運(yùn)輸巷位于82采區(qū)左翼6煤組第1區(qū)段611工作面下方,6121工作面2巷道斷面尺寸及支護(hù)參數(shù)上部以-360m防砂煤柱為界,6121工作面右側(cè)以2.1開口時(shí)采區(qū)上山保護(hù)煤柱為界,下方以F斷層保護(hù)煤柱為(1)巷道斷面形狀及尺寸。6121膠帶運(yùn)輸巷剛開口時(shí)設(shè)計(jì)為煤巷錨桿支護(hù),錨索補(bǔ)強(qiáng),矩形斷面,收稿日期:2009-11-25斷面V凵中國煤化工x中高)。作者簡介:杜長征(1975-),男,安徽淮北人,注冊(cè)安全工程師,1995CNMHG。①頂支護(hù)。錨桿年畢業(yè)于徐州工業(yè)學(xué)校,200年畢業(yè)于安徽理工大學(xué)長期從事煤規(guī)格222mmx2400mm,錨桿間排距為750mmx礦掘進(jìn)工作700mm,每根錨桿1塊M型托盤,M型鋼帶、鐵絲2010年第1期杜長征:祁南煤礦6煤組薄煤層支護(hù)強(qiáng)度研究總第169期網(wǎng)護(hù)頂,M型鋼帶長4.2m。錨索每排2根,排距棚,搭接長度400mm,每處搭接2套限位卡纜固定0.7m,間距1.6m,按中線布置,錨索規(guī)格⑧18mm卡纜間距360mm,頂拱、側(cè)拱圓心角分別為91°43’,6500mm,配合2.4m錨索梁打設(shè),下部安設(shè)20056°43’′。每棚2塊鐵棚撐子(每幫各1塊)。棚距mmx200mm托盤。每根錨索、錨桿均為2根650mm,鋼絲繩網(wǎng)、鐵背板腰幫過頂,鋼絲繩網(wǎng)搭接z2550樹脂藥卷。②幫支護(hù)。錨桿規(guī)格為￠22mm100mm,鐵背板間距400mm。鋼絲繩網(wǎng)采用廢舊2400mm,∏型托盤,∏型鋼帶塑料網(wǎng)護(hù)幫,錨桿鋼絲繩加工,鐵背板采用廢舊U型鋼加工。間排距800mmx700mm;每根錨桿為2根Z2550樹脂藥卷。4700圖2優(yōu)化后一次支護(hù)示意4400圖1巷道開口時(shí)的斷面支護(hù)示意(3)支護(hù)效果評(píng)判。采用以上支護(hù)設(shè)計(jì)施工約40m時(shí),后路兩幫收縮,頂板下沉明顯,離層儀顯示圖3優(yōu)化后二次支護(hù)示意到黃色位置,后路安全得不到保證。礦組織相關(guān)單位現(xiàn)場調(diào)研,發(fā)現(xiàn)該支護(hù)方案難以滿足安全生產(chǎn)需3巷道施工工藝要,立即更改支護(hù)方案。為保證后路安全,在已掘巷(1)開口施工時(shí)。前煤巷錨桿支護(hù),矩形斷面,道中補(bǔ)打1排200mm木點(diǎn)柱,間距700mm,頂板施工工藝為:安全確認(rèn)→落煤→敲幫問頂、刷頂至成下沉才得到有效控制,安全暫時(shí)得到保證。型→打點(diǎn)柱到工作面→延中(腰)線到工作面→上2.2優(yōu)化后頂M型鋼帶→鋪鐵絲網(wǎng)(調(diào)整M型鋼帶位置)→打(1)巷道斷面形狀及尺寸。6121膠帶運(yùn)輸巷單頂錨桿→刷幫至成型→上幫鋼帶→鋪塑料網(wǎng)(調(diào)整煤錨支護(hù)無法滿足支護(hù)要求,隨后更改了支護(hù)方鋼帶位置)→打幫錨桿→擰緊螺栓→打錨索孔→安案采用主動(dòng)支護(hù)與被動(dòng)支護(hù)相結(jié)合的方法,加裝錨素。大支護(hù)強(qiáng)度,更改后的巷道為錨架復(fù)合支護(hù),即“錨(2)更改支護(hù)后。①一次支護(hù)(錨網(wǎng))施工工網(wǎng)(一次支護(hù))+滯后套U29型鋼棚(二次支護(hù))支藝:安全確認(rèn)→落煤→敲幫問頂、刷頂至成型→打點(diǎn)護(hù)”拱形斷面。錨網(wǎng)斷面為凈寬x凈高=460柱到工作面→延中(腰)線到工作面→打頂錨桿→mm×3200mm,保證套棚不動(dòng)幫頂;套棚斷面為:凈刷幫至成型→打幫錨桿→擰緊螺栓。②二次支護(hù)寬x凈高=4200mmx3000mm。(滯后套棚)施工工藝:安全確認(rèn)→竄前探梁→敲幫(2)支護(hù)形式及要求。①一次支護(hù)形式(圖2)問頂,上棚梁,延中線,調(diào)整梁位置→挖腿窩、栽腿及要求。錨網(wǎng)支護(hù)錨桿022mm×2400m,間排校正照卡繒}棚檻子,擰緊螺栓,拆除臨距700mm×700mm,每根錨桿2根Z2550型樹脂錨時(shí)中國煤化工固劑,1塊200mm×200mmx8mm托盤。護(hù)表鋼CNMHG筋網(wǎng)規(guī)格:800mmx800m,鋼筋必6.5mm,冷拔。4地上休證頂②二次支護(hù)形式(圖3)及要求。套棚采用U29型鋼4.1錨網(wǎng)支護(hù)質(zhì)量保證2010年第1期中州煤炭總第169期(1)加強(qiáng)巷道成型管理。嚴(yán)禁按斷面圖落煤局部下沉,不利于安全生產(chǎn),可能很快又要二次修矸,幫部預(yù)留500mm的手工刷大部分。復(fù),重新投入材料、工時(shí)。2)錨網(wǎng)支護(hù)材料嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求選用,產(chǎn)品(2)更改支護(hù)后,改單一煤巷錨桿支護(hù)為錨架質(zhì)量要符合要求,凡不合格的支護(hù)材料嚴(yán)禁入井使復(fù)合支護(hù),每進(jìn)尺50m布1個(gè)觀測點(diǎn),截至到目前用;錨桿的桿體、錨固劑、托盤、螺母等,其性能強(qiáng)度布2、3°4、5·,6·觀測點(diǎn)共5個(gè)。5個(gè)觀測點(diǎn)均布與結(jié)構(gòu)必須相互匹配;護(hù)表構(gòu)件如鋼筋網(wǎng)應(yīng)與整個(gè)置于錨架復(fù)合支護(hù)的U29型棚斷面內(nèi)。2觀測點(diǎn)布支護(hù)系統(tǒng)相適應(yīng)。于2009年1月28日,到2月26日近1個(gè)月的時(shí)間(3)錨桿布置。打錨桿眼前必須按支護(hù)圖表的里頂板下沉量為10mm,底鼓量為43mm,左、右?guī)鸵?guī)定看線、定點(diǎn)、量尺、畫眼位。錨桿眼徑采用⑧28收縮量分別為30,39mm,從2月15日趨于穩(wěn)定。mm配Q25mm樹脂藥卷,眼深必須與錨桿長度相3觀測點(diǎn)布于2月8日到3月17日,頂板下沉量為匹配,眼深誤差0~+30mm。24mm,底鼓量為26mm,左、右?guī)褪湛s量分別為31,(4)錨桿安裝程序。嚴(yán)格按規(guī)定程序打錨桿26mm,平均每天變形量約1mm,且越往后越趨于孔、安裝錨桿。錨桿安裝后,必須采用風(fēng)動(dòng)扳手或其穩(wěn)定。4"、5·、6觀測點(diǎn)與23觀測點(diǎn)大致相同。他機(jī)械扳手,及時(shí)對(duì)所有錨桿進(jìn)行二次緊固,確保錨5.2支護(hù)效果比較桿螺母擰緊力矩達(dá)到設(shè)計(jì)要求從1、2、3°觀測點(diǎn)看,6121膠帶運(yùn)輸巷單一的(5)建立健全監(jiān)測制度,認(rèn)真落實(shí)班組自檢、區(qū)煤巷錨桿支護(hù)難以滿足安全生產(chǎn)的需求,可能很快隊(duì)日檢。區(qū)隊(duì)技術(shù)員每天將班組自檢、區(qū)隊(duì)日檢資又要二次修復(fù),重新投入材料、工時(shí)。6121膠帶運(yùn)料收集整理后,報(bào)礦技術(shù)科,由掘進(jìn)副總組織技術(shù)科輸巷從開口至2009年11月,復(fù)合支護(hù)效果相當(dāng)好。對(duì)所有監(jiān)測資料進(jìn)行收集、整理、存檔,監(jiān)測數(shù)據(jù)的近幾年可基本不需要二次修復(fù)。分析處理及信息反饋,評(píng)判支護(hù)效果,修改完善或改綜上所述,錨架復(fù)合支護(hù)是6121膠帶運(yùn)輸巷首變支護(hù)設(shè)計(jì),制定切實(shí)可行的技術(shù)安全措施等,并經(jīng)選的支護(hù)方案。礦總工程師批準(zhǔn)后執(zhí)行。4.2滯后套棚質(zhì)量保證措施6巷道變形分析(1)嚴(yán)格支架加工質(zhì)量要求,凡不合格支架禁612l膠帶運(yùn)輸巷沿6,煤施工,直接頂為20m止入井。厚的泥巖,深灰色,塊狀,富含植化碎片,下部含炭質(zhì)(2)加強(qiáng)U型卡纜螺母擰緊工作,扭矩必須滿成分較高。直接底厚1.1m,深灰黑色,致密,厚層,足要求,建立、落實(shí)小班自檢及區(qū)隊(duì)日檢制度。套棚塊狀,富含植化碎片,上部含炭質(zhì)成分較高。煤巷錨處支架要每班緊固1次,套棚處向后20m支架每圓桿矩形斷面支護(hù)中頂部分難以控制,頂板易受擾動(dòng)。班緊固不少于1次。當(dāng)班工程質(zhì)量由驗(yàn)收員負(fù)責(zé)監(jiān)采用拱形斷面兩幫腮處煤巖可對(duì)中頂形成支撐力,督檢查,區(qū)隊(duì)每天由技術(shù)員進(jìn)行質(zhì)量抽查,并做好記再加上主動(dòng)支護(hù)與被動(dòng)支護(hù)相接合,從而達(dá)到理想錄,嚴(yán)格獎(jiǎng)罰。效果。從實(shí)際效果看,錨架復(fù)合支護(hù)較為合理。要3)支架迎山角符合要求。腰幫過頂材料使用7經(jīng)濟(jì)效益分析范,嚴(yán)禁出現(xiàn)“三空”,“三空”處要用編織袋裝煤矸填實(shí)。(1)煤巷錨桿支護(hù)(不含勞務(wù)費(fèi))。按現(xiàn)市場價(jià)5支護(hù)效果分析格結(jié)算:每排用22mmx24m錨桿14根,用②18mmx6.5m錨索2根,用錨固劑32根,用24m錨索5.1巷道變形特征描述梁1根,用200mmx200mm錨索托盤2塊,用2800(1)開口施工時(shí)。前40m為煤巷錨桿支護(hù),錨mmx60mm×6mm∏型鋼帶2根,用1.0m×2.9m索補(bǔ)強(qiáng),在此范圍內(nèi)布置觀1·測點(diǎn),觀測周期為每塑料網(wǎng)2塊,用4200mmx180mm×4mmM型鋼周2次左右。從200年1)21日布點(diǎn)到2月帶1V凵中國煤化工mM型托盤6塊日,頂板下沉量為98m,底鼓量為8m,左右?guī)陀?CNMH托盤8塊,用1.0收縮量分別為203,201mm。2月8日打木點(diǎn)柱,從m×4.5m鐵絲網(wǎng)1塊。每排共用資金7942.3元,2月Il日起已趨于穩(wěn)定,但變形量較大。后路頂板排距0.7m,每米用資金11346元。82010年第1期杜長征:祁南煤礦6煤組薄煤層支護(hù)強(qiáng)度研究總第169期巷道剛掘不到1個(gè)月,變形、損壞嚴(yán)重,后期要元,且采用復(fù)合支護(hù)后效果好。但在工時(shí)上可能要投入大量的人力、物力維修。多一些(2)優(yōu)化后的支護(hù)(不含勞務(wù)費(fèi))。①一次支護(hù)。結(jié)語次支護(hù)為錨網(wǎng)支護(hù),按現(xiàn)市場價(jià)結(jié)算:每排用22mx2400mm錨桿13根,用錨固劑26根,用800建議對(duì)中組薄煤層(616263)采用錨架復(fù)合支nm×800mm鋼筋網(wǎng)12塊,用200mmx200mm錨索護(hù);當(dāng)采用復(fù)合支護(hù)時(shí)若頂板為軟巖的巷道,宜采托盤13塊。每排共用資金1445.08元。排距0.7m,用拱形支護(hù)斷面每米用資金20644元。②二次支護(hù)。二次支護(hù)為套棚支護(hù)按現(xiàn)市場價(jià)結(jié)算:每棚用梁長x腿長=34m參考文獻(xiàn)3.2m的U型鋼棚Ⅰ架,用限位卡纜4套,用廢舊U[]何滿潮,寰和生,中國煤礦錨桿支護(hù)理論與實(shí)踐[M].北京:科型鋼架的棚撐子2塊,用廢舊U型鋼加工的鐵背板學(xué)出版社,200417塊,用廢舊鋼絲編織網(wǎng)10塊。每棚共用資金1883[2]侯朝炯郭勵(lì)生,勾攀峰等煤巷錨桿支護(hù)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1999元。棚距0.7m,每米用資金2690元(責(zé)任編輯:秦愛新)二次支護(hù)每米共用資金4754.4元<11346(上接第2頁)移近量小18.2%,幫部位移最大值減小2.4%,說明軟煤巷道沿底布置更有利于巷道3結(jié)論變形的控制。(1)根據(jù)地質(zhì)力學(xué)條件,利用模糊綜合評(píng)判法得出教學(xué)二礦軟煤全煤巷道為不穩(wěn)定類圍巖。(2)利用數(shù)值模擬分析了巷道的合理布置方式和圍巖控制的特點(diǎn):巷道沿底布置更有利于圍巖穩(wěn)定,巷道底幫角是支護(hù)控制的重點(diǎn)。(3)結(jié)合現(xiàn)場頂板賦存不穩(wěn)定,且煤底容易發(fā)生底鼓棚腿鉆底嚴(yán)重的實(shí)際情況,巷道應(yīng)沿底布(4)當(dāng)巷道斷面加大或受劇烈采動(dòng)影響等條件(a)巷道沿頂布置(b)巷道沿底布置下,使用梯形棚支護(hù)應(yīng)采取安設(shè)中柱或在巷道中部圖2巷道圍巖綜合位移等值線打錨索等提高支護(hù)物承載能力的措施;由于地質(zhì)影響使圍巖質(zhì)量劣化時(shí),應(yīng)采用復(fù)合支護(hù)技術(shù),并調(diào)整(2)底鼓量分析。巷道底板底鼓量如圖3所支護(hù)參數(shù),以維護(hù)巷道圍巖的穩(wěn)定。示。巷道沿頂布置時(shí),底鼓量大,變形的均值是巷道沿底布置時(shí)的3倍多;巷道沿底布置時(shí)底部為相對(duì)參考文獻(xiàn):穩(wěn)定的砂質(zhì)泥巖,底鼓量小,更有利于圍巖控制。[1]侯朝炯郭勵(lì)生,勾攀峰,等煤巷錯(cuò)桿支護(hù)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1999卷沿層臣概布置2]侯朝炯勾攀峰卷道鐳桿支護(hù)圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化機(jī)理研究[].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),20019(3):342-345[3]盛繼亮地下工程圍巖穩(wěn)定性模糊綜合評(píng)價(jià)模型研究[].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2003,22(增1):2418[4]曰可m"1化京:煤炭工業(yè)出版社。。aa,。中國煤化工距底板中線的距離/CNMHG責(zé)任編輯:秦愛新)圖3測點(diǎn)底鼓量