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陶二煤矿复杂条件下支护体系的构建与应用

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陶二煤矿复杂条件下支护体系的构建与应用

作者: 2017-05-24 阅读: 0 次 文章来源: 未知

陶二煤矿复杂条件下支护体系的构建与应用

邢建国

冀中能源股份有限公司邯郸陶二矿河北邯郸056038

【摘要】陶二煤矿近年来因开采年限增加矿井逐步转入深部开采,矿井在转入深部开采过程中出现高地应力、高地温、高瓦斯等相关深部开采伴随问题,陶二煤矿采取分析、摸索、攻关、实践思路,通过对巷道性质、服役年限、支护难易程度为基本出发点进行分析,按技术经济进行分类,形成“高、低”搭配支护理念,有效解决了困难条件下的支护问题,取得了一定成果,有力保证了陶二煤矿正常生产经营。

【关键词】双壳支护;全断面注浆;高、低搭配支护

引言

陶二煤矿隶属于冀中能源邯郸矿业有限公司,2014年矿井核定生产能力为120万t/年,瓦斯等级为煤与瓦斯突出矿井,近年来因开采年限增加矿井逐步转入深部开采,矿井在转入深部开采过程中出现高地应力、高地温、高瓦斯等相关深部开采伴随问题,特别是陶二煤矿在现场支护过程中面临的“三高两快一扰动”现象尤为突出一严重制约着矿井的安全生产及经营,面对上述不利支护条件,陶二煤矿通过分析、摸索、攻关、实践有效解决了困难条件下的支护问题,取得了_一定成果,有力保证了陶二煤矿在煤炭市场下行条件下的正常生产经营。

1.高.低搭配支护理念提出

针对陶二煤矿在深部开采过程中开拓及准备工程中面临的支护问题,通过对巷道性质、服役年限、支护难易程度为基本出发点进行分析,按技术经济进行分类,形成“高、低”搭配支护理念,高配支护理念即巷道“双壳”注浆加固+锚网喷+全断面U型钢支护体系,低配支护理念为非对称锚网支护+全断面深浅孔注浆。

2.高配支护形式及参数

深部巷道“双壳”注浆加固+锚网喷+全断面U型钢支护体系,即通过浅、深部两次注浆形成两个支护壳体,浅部壳体封闭表面破碎岩体,减少跑浆和漏浆,为深部注浆奠定基础,深部壳体为锚索支护提供稳定的根基,“双壳”中间形成“柔性层”,协调深部壳体的变形,起~tl-个良好的缓冲作用,同时辅以全断面U型钢及锚网喷支护提高巷道承载能力,达到共同抵御巷道变形作用。

2.1锚网支护参数

巷道选用中22×2800mm的高强锚杆配合150 x150 x10mm高强球型托盘以Bcw钢带,间排距为800x 800mm,顶锚索选用中17.8×4200mm的钢绞线,间排距为2000x 800mm,混凝土喷射厚度为100mmm。

2.2注浆支护参数

浅部注浆采用q>30钻头钻进,孔深4m,下管2m。深部注浆采用Q30钻头钻进,孔深8m,下管4m。注浆材料选用425#普硅水泥,水灰比为0.7:1。

2.3全断面U型钢支护参数

全断面U型钢支架采用四节U36型钢搭接而成,每节长4400mm,中心弯曲半径为1200mm,两端水平长度为3700mm。

该支护形式及参数自2012年在陶二煤矿实施以来,共计实施巷道820m,现场应用效果良好,减少巷修费用1353万7C,同时有效保证了煤矿的安全生产。

3.低配支护形式及参数

非对称锚网支护+全断面深浅孔注浆体系,即抓住水平应力导致巷道破坏这一主要因素,通过分析巷道水平主应力方向,在锚网支护过程中,针对受水平应力影响薄弱面进行非对称加强锚网支护,提高支护抵御水平应力影响能力,同时辅以深浅孔注浆加固围岩,提高岩石内聚力及内摩擦角,保证巷道稳定。

3.1锚网支护参数

巷道选用中22 x2400mm的高强锚杆配合100 x100 x10mm碟型托盘以及W钢带.间排距为800x 800mm,顶锚索选用cD20×8000mm的钢绞线,顶锚索间排距为1600x 800mm,主应力方向采取加密锚素布置,锚索间排距为800x800mm,帮锚索选用q>17.8×4200mm的钢绞线,帮锚索间排距为1600x 800mm,混凝土喷射厚度为lOOmm。

3.2注浆参数

巷道顶、帮浅孔注浆每循环布置9个孔,正中一个,两侧各4A1,孔间距1.2m,排距3.Om,孔深4.Om,孔径采用+47mm钻头施工,注浆管长度为2.5米,由中42mm无缝钢管1,0米和6.钢管1.5米jo工制作,在注浆管外缠上厚度适当的棉线或麻线,封孔长度不小于300mm,以固结注浆管,注浆压力为3MPa。

巷道顶、帮深孔注浆每循环布置5个孔,正中一个,两侧各4At,孔间距2.4m,排距离3.Om,孔澡8.Om,孔径采用变径结构,外部2m采用大孔径d47mm,向里至孔底变小孔径由32mm,注浆管长度为3.5米,由管外缠上厚度适当的棉线或麻线,封孔长度不J、于300mm,以固结注浆管,注浆压力为6MPa。

巷道底板注浆孔采用底板钻机配合+80mm钻头,浅孔钻探深度蔓J4.Om,浅孔排距l.sm,深孔钻探深度为8.Om,深孔排距3.Om,在钻进过程中如发现塌孔或不成孔,下1根4分注浆管,进行预注浆,然后再打直至成孔。底板浅孔注浆管选用2.Om长的4分管、深孔注浆管选用4.Om长的4分管,封孔方式选用编织袋配合水泥,底板浅孔注浆压力为3MPa,深孔注浆压力为6MPa。

注浆采用单液进行注浆,水泥使用425#普通硅酸盐水泥,搅拌均匀后立即进行注浆。该技术自2012年在陶二煤矿实施以来,共计实施巷道1650m,现场应用效果良好,减少巷修费用2272 f17C。

4.结论

通过上述及相关成果应用,陶二煤矿开掘工作取得明显成果,连续三年全年进尺达10000m以上,同时未发生较大及以上顶板事故,煤矿安全质量标准化为国家一级,生产巷道维修率降至1.42%,并通过支护技术工作攻关,培养出一批懂管理、懂生产、懂技术专业支护技术人才'有力的保证了陶二煤矿的各项经营指标完成。

参考文献

[1】何满潮,袁和生,靖洪文等,中国煤矿锚杆支护理论与实践[M】,科学出版社,2004.

[2] f可炳银.锚杆与锚索联合支护的协调性讨论【J】,江苏煤炭,2005,4

【3】康红普,王金华等著,煤巷锚杆支护理论与成套技术[Ml.北京:煤炭工业出版社.2007

[4]陈庆敏,郭颂,张农,煤巷锚杆支护新理论与设计方法【J】.矿山压力与顶板管理,2002(1):12 15

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