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&&&锚网支护在掘进工作面巷道中的应用
锚网支护在掘进工作面巷道中的应用
本文介绍了锚网支护技术在神仙坡煤矿11094回采工作面运输和回风顺槽施工中的应用实践.
摘要： 本文介绍了锚网支护技术在神仙坡煤矿11094回采工作面运输和回风顺槽施工中的应用实践.&&
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轻放工作面开切眼锚网梯及单体液压支柱联合支护技术实践(1)
轻放工作面开切眼锚网梯及单体液压支柱
联合支护技术实践
(山东里能里彦矿业有限公司,山东邹城273517)
摘 要:介绍了里彦煤矿在轻放工作面开切眼中应用锚网梯与单体液压支柱配合铰接顶梁联合支护的情况,对支护参数的确定与支护效果进行了分析、评价。实践证明,该联合支护方式,支护结构可靠,参数设计合理,效果明显。
关键词:轻放切眼;锚网梯;单体液压支柱;联合支护
中图分类号:TD353+.6
文献标识码:B
文章编号:06)06-0035-02
里彦煤矿主采煤层为3煤、16上煤、17煤3层。3煤位于山西组中下部,煤层厚度2.4~9.43m,平均厚度4.93m,倾角7 ~10 ,平均9 ,直接顶为砂
岩,局部有0.2~0.3m 的粉砂岩伪顶。自2001年开始采用轻型综采放顶煤工艺开采,已完成5个工作面的回采,在轻放工作面开切眼施工中成功应用锚网梯与单体液压支柱配合金属铰接顶梁联合支护技术,效果明显。2 支护设计
3404工作面位于四采区中部,煤厚2.4~6.5m,平均厚度4.3m,煤层倾角平均9 ,开切眼长度140m 。切眼断面为矩形,断面尺寸:宽 高=5200mm
2400mm,根据煤层条件和断面形状及尺寸,确定3404切眼采用锚网梯及单体液压支柱配合铰接顶梁联合支护方式,详见图1
1-锚杆;2-金属网;3-单体液压支柱;4-金属铰接顶梁
图1 切眼支护参数图
2.1 支护原理
(1)锚杆支护的作用机理主要有悬吊作用、加固拱作用和悬吊梁作用。对于平顶巷道,顶板锚杆的作用是使顶板岩层或煤体产生组合梁或整体梁效应,即提高岩层或煤体的整体性和强度,从而能维护巷道的稳定性。
(2)复合加强支护。在锚杆支护的基础上,采用增加单体液压支柱配合金属铰接顶梁的方式来加强支护,以增强和提高锚杆支护顶板的稳定性,对顶板组合拱有一个 抗 的作用。2.2 支护参数确定
(1)锚杆长度。采用全螺纹钢等强锚杆,按悬吊理论计算。锚杆长度:
L =L 1+L 2+L 3=2.0m 式中 L
锚杆长度,m;
锚杆锚入稳定煤(岩)层深度,取0.6
锚杆在巷道中的外露长度,取0.1m; L 3
巷道顶板最大破碎带长度,L 3=KH
=KB /2f =1.3m 其中,K 是安全系数,一般取K =2;B 是巷道开掘宽度,取5.2m;
煤及顶板岩石坚固性系数,取f =4。(2)锚杆间距、排距。A =
=1.36m 式中 Q
锚杆设计锚固力,60kN/根;
被悬吊煤(岩)的密度,取25kN/m 3;为确保安全,锚杆间排距取0.75m
0.8m,并且均小于0.5L ,符合规范要求。
35 技术经验
Word文档免费下载：锚梁网支护技术在综采工作面收作中的应用探讨
陈亮亮[摘 要]我矿12021综采工作面回采至收作位置，为确保工作面综采设备的顺利拆除、打运，工作面需刷扩煤壁。本文通过支护参数、施工工艺、经济技术分析比较，采用锚梁网支护刷面代替传统架棚支护刷面方式，能有效保证切眼围岩的稳定性，经济、安全效益显著。[关键词]刷扩；工字钢棚；锚梁网；技术经济分析比较中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：X（8-011 工作面概况我矿12021综采工作面总体形态为一单斜构造。煤（岩）层倾角平均30°，直接顶均厚14.2米，灰色，粉粒结构，含泥岩及炭质泥岩薄层夹矸，层理发育，伪顶均厚0.57m，灰黑、黑色炭质粉砂岩和薄层状炭质泥岩。直接底为厚层状粉砂岩。收作位置处工作面面长176米，无断层及异常区等地质构造。刷扩后净断面：宽×高=mm。2 支护参数2.1 工字钢棚支护方式①支护方式为：在架头沿走向架3.6m长矿用11#工字钢，棚距为750mm，煤壁侧架设3.2m工字钢棚腿，在走向棚下用3.4m长π型钢挑两排倾向挑棚，挑棚用DZ-35单体，一梁四柱。②棚腿向煤壁扎脚为76-80°，不得出现淋肩、吊斜等现象。③棚梁、棚腿使用拉条锁棚，1根拉条锁3棚，另加撑木固定。拉条使用：顶梁1排拉条，距煤帮1.0m；帮腿1排拉条，距离肩窝1.0m。拉条要求平齐、成线。撑木使用：撑木长度为740mm；棚腿之间每棚档2根撑木，棚梁之间每棚档3根撑木；撑木档距均匀，现场可根据梁、腿吊斜情况适当调整撑木间距。④使用10#金属网和唐柴棍将帮、顶背严过实。金属网搭接200mm，网扣间距200mm，采用双股14#铁丝拧紧；塘柴棍规格为￠50×1000（或800）mm，间距300mm，误差不超过±100mm。2.2 锚梁网支护参数2.2.1 顶部支护方式为：①高强度锚杆+钢带+金属网和锚索+垫板联合支护+两排倾向挑棚。②5根高强锚杆配合1根M型钢带，锚杆间距800mm，M型钢带走向布置，排距800mm；锚索间排距mm。③每根锚杆用2根Z2360型树脂锚固剂锚固，每根锚索用3根Z2360型树脂锚固剂锚固，每根锚索使用一块300×300×10mm铁垫板。④挑棚沿倾向布置，挑棚棚梁使用3.4mπ型钢，棚腿使用3.5m单体，一梁四柱，挑棚内侧间距2500mm。⑤顶板表面铺设一层10#菱形金属网（mm），金属网过肩窝，相邻两块金属网相互搭接200mm，并用双股16#铁丝扎实，网扣间距不大于200mm。2.2.2 帮部支护方式为：①普通锚杆+钢筋梯子梁+金属网联合支护。②3根普通锚杆配合一根钢筋梯子梁，锚杆间距800mm，钢筋梯子梁垂直顶底板布置，排距800mm；最上部锚杆离顶板200mm；距底板400mm布置一排倾向钢筋梯子梁。③每根锚杆用1卷Z2360型树脂锚固剂锚固。④用10#菱形金属网（mm）紧贴巷帮从上至下铺设到底。相邻两块网相互搭接200mm，并用双股16#铁丝扎实，网扣间距不大于200mm。3 施工工艺该工作面收作刷扩时利用人工风镐刷扩掘进，全断面一次成巷，利用工作面的刮板输送机出煤，循环进尺1.6m，每班多循环作业；顶部使用风动锚杆钻机打眼和安装锚杆、锚索、搅拌树脂药卷，配备￠19mm六棱钻杆和￠28mm钻头，两帮使用风钻打眼，顶板锚杆、锚索紧跟迎头施工，施工锚杆过程中，必须使用戴帽点柱进行临时支护。因切眼一次成巷，巷道断面较大，因此每一掘进循环，先施工距支架最近处锚杆，再依次施工其余锚杆，后施工帮部锚杆；其施工工艺：打锚杆孔→组装锚杆→铺设金属网→架钢筋梯子梁→紧固螺母等。一排锚杆施工完毕，施工锚索，之后方可进入下一循环作业。顶部锚杆的施工，要严格控制孔深及树脂搅拌时间，并做到二次紧固螺母，保证锚固力及初锚力，以便及时有效地支护顶板；帮部锚杆施工，可滞后顶部锚杆，但不得超过2排。锚索的施工主要分为钻孔、安装锚索、涨拉几个主要工序。施工锚索孔与施工锚杆孔相似，采用￠19mm六棱钻杆和￠28mm钻头钻孔，每钻进1.2m接一钻杆，直至设计锚索深度；在施工好的锚索孔中放入3根Z2360型快速树脂药卷，采用钢绞线缓慢地将树脂药卷送入眼底，利用搅拌连接器将钢绞线与锚杆机连接起来，开动锚杆机，边搅拌边推进，直至将钢绞线送入眼底。搅拌时间为40s，等待搅拌结束后，扶稳钻机并保持约3min，然后卸下钻机。锚索孔树脂搅拌结束30min至1h内，安装锚索托板、锚具，挂上千斤顶，开动油泵涨拉，使其达到设计预紧力120KN，停止涨拉，拆掉千斤顶，锚索施工完毕。4 支护方式经济比较两种支护方式使用材料中金属网、Л型钢、单体、铁鞋等型号与数量相同，仅对使用不同材料的价格进行经济比较，通过材料费计算：工字钢棚支护较锚梁网支护所需材料费多：元5 支护方式技术比较5.1 可行性比较锚梁网为主动支护，从顶板岩性分析，工作面无伪顶，直接顶均厚7米，岩性为粉细砂岩，少见裂隙采用锚梁网支护方式可行。工字钢棚为被动支护，适应于完整的砂岩顶板和破碎的其他岩性顶板。两种支护方式从技术层面都具备可行性。5.2 优缺点比较5.2.1 锚梁网相对工字钢棚支护方式优点：①支护材料相对工字钢棚较轻，能够减轻劳动强度。②帮部不需要栽腿根，不需要挖腿窝，能够减轻劳动强度。③施工速度較架棚快。④为主动支护，大大减少了刷扩巷道周边围岩离层、裂变、松动下沉的现象。⑤撤除支架时，无须对顶板进行再次支护，省略二次支护环节。而工字钢棚一头搭在支架前梁上，邻架支架撤除后须在工字钢棚梁下架设木垛进行二次支护，浪费坑木较多，安全隐患较大。5.2.2 锚梁网相对工字钢棚支护方式缺点：①需要领取锚索机、涨拉仪、风钻、搅拌器、钻杆、连接套等工具。②若锚固力、预紧力达不到要求，不能起到较好支护效果，可能导致顶板离层现象，给安全带来隐患。③采煤队对锚梁网支护操作陌生，需要加强学习与管理。6 结语综合分析比较两种支护方式的可行性，经济技术上的优缺点，该工作面刷扩选用锚梁网支护方式，省去材料费68193元，锚梁网支护简单，且支护效果好，提高了工效，同时，为支架的回撤提供了快捷安全的通道，具有广泛推广的应用价值。endprint
中国科技博览
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作者：安全管理网　
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为切实加强采煤工作面上、下端头及两巷超前支护管理，进一步提高和巩固采煤工作面安全质量标准化水平，确保安全生产，结合焦煤公司实际，制定本规定。
&&&&&&& 第一条& 本规定适用于焦煤公司除采用充填开采、沿空留巷开采或有其它特殊要求以外的所有采煤工作面。
&&&&&&& 第二条& 采煤工作面端头管理应遵守以下规定。
&&&&&&& 1、采用单体柱铰接梁支护的炮采工作面，使用单体柱&型钢梁迈步对棚支护端头，端头对棚迈步步距与工作面循环进度一致。
&&&&&&& 2、采用单体柱&型钢梁对棚支护的炮采工作面，使用单体柱&型钢梁迈步对棚支护端头，端头对棚迈步步距与工作面&型钢梁一致。
&&&&&&& 3、采用悬移支架支护的采煤工作面，优先使用端头支架加强支护，使用单体柱&型钢梁迈步对棚支护端头时，端头&型钢梁迈步对棚与排头架间距不超过500毫米，超过500毫米时要增加一对棚，够一架悬移支架宽度时，要及时加架。端头对棚迈步步距与工作面循环进度一致。
&&&&&&& 4、采用综采（放）工艺的采煤工作面（设计采高&3.5米），端头支护必须使用端头架。端头&型钢梁对棚与排头架间距不超过500毫米，超过500毫米时要增加对棚，够一支架宽度时，要及时换成综采（放）支架。端头对棚迈步步距为600&100毫米。
&&&&&&& 5、采用大采高综采工艺的采煤工作面（设计采高&3.5米），端头支护必须使用端头架或过渡架。端头&型钢梁对棚与排头架间距不超过500毫米，超过500毫米时要增加对棚，够一支架宽度时，要及时换成综采支架。端头对棚迈步步距为600&100毫米。
&&&&&&& 6、端头&型钢梁长度为3.6米，一梁不少于4柱，柱间距（中-中）为毫米（可以适应机头及安全口宽度进行调整梁长、柱间距），两端单体柱距梁端100&100毫米，端头对棚同步梁间距（中-中）为600&100毫米，并对梁间距为（中-中）200&50毫米。
&&&&&&& 7、顺槽采用U型钢棚支护，或采用工钢棚支护时矿压显现明显，必须采用单体柱&型钢梁进行超前换棚，&型钢梁长度与巷宽相适应。如工钢棚矿压显现不明显，只把原工钢棚工钢柱腿替换成单体柱。端头第一对单体柱&型钢梁迈步对棚必须完全托住超前替棚梁或工钢梁的梁头。
&&&&&&& 8、顺槽采用锚网支护时，排头架与非回采侧巷帮间距不大于2米，排头架与非回采侧巷帮之间必须使用单体柱&型钢梁架设迈步对棚加强支护顶板，同步梁间距（中-中）为600&100毫米，并对梁间距为（中-中）200&50毫米。
&&&&&&& 第三条& 采煤工作面上下缺口管理应遵守以下规定。
&&&&&&& 1、炮采工作面机头处开缺口，机尾处不开缺口。缺口处采用单体柱&型钢梁对棚支护。
&&&&&&& 2、悬移支架机采工作面机头、机尾处开缺口。缺口处选用端头架或单体柱&型钢梁对棚支护，采用单体柱&型钢梁对棚支护时，梁柱数量不少于&四对八根&。
&&&&&&& 3、缺口处单体柱&型钢梁对棚与端头支护形式一致。
&&&&&&& 4、综采（放）工作面不得超前采缺口，如确需采缺口时，必须将安全技术措施报生产技术部备案。
&&&&&&& 第四条& 采煤工作面超前加强支护应遵守以下规定。
&&&&&&& 1、顺槽超前支护必须用单体支柱&型钢梁叉子棚加强支护，超前距离应根据超前压力的实测数据确定，支护强度应与巷道压力相适应，确保断面满足通风、运输、行人等安全要求。最低要求为超前距离不少于20米范围内叉子棚不少于两排，20-100米范围内叉子棚不少于一排。顺槽采用U型钢棚支护的，采用单体支柱托梁（一梁不少于两柱）加强超前支护。
&&&&&&& 2、综采（放）工作面及悬移支架机采工作面超前加强支护具备条件的应优先选用超前架支护，长度不少于20米，20米以外叉子棚加强支护长度不少于80米。
&&&&&&& 3、顺槽采用U型钢棚支护的，换棚段必须用单体支柱&型钢梁叉子棚加强支护，沿巷道中心线方向必须至少打设三排叉子棚加强支护，上、下帮各一排，中间（或靠转载机）一排，一梁不少于四柱，柱间距900&100毫米（可根据梁长及矿压情况变更支柱数量及柱间距）。超前换棚以外采用单体柱U型钢托梁加强支护，换棚段与单体柱U型钢托梁加强支护段总长度不少于100米。
&&&&&&& 4、顺槽采用锚网支护的，超前不少于20米范围内沿巷道中心线方向必须至少打设三排单体支柱&型钢梁叉子棚加强支护，棚向与巷道平行，上、下帮各一排，中间（或靠转载机）一排，一梁不少于四柱，柱间距900&100毫米（可根据梁长及矿压情况变更支柱数量及柱间距）；棚向与巷道中心线方向垂直时棚间距不得大于800毫米，一梁不少于三柱，梁长与巷宽相适应，柱间净距离不少于800毫米。
&&&&&&& 4、顺槽采用锚网支护的大采高综采工作面（设计采高&3.5米）超前不少于40米范围内，采用单体支柱&型钢梁叉子棚加强支护，棚向与巷道中心线方向垂直时棚间距不得大于600毫米，一梁不少于三柱（因设备原因打不上的，作业规程中要有说明，并采用其它方式加强支护），梁长与巷宽相适应，柱间净距离不少于800毫米，以外单排叉子棚支护长度不少于60m，一梁不少于四柱，柱间距900&100毫米（可根据梁长及矿压情况变更支柱数量及柱间距）。
&&&&&&& 5、顺槽超前支护以外巷道顶板下沉掉兜、两帮收缩严重时，要及时维修补强，确保巷道断面满足通风、运输、行人等安全要求。
&&&&&&& 第五条& 其它规定
&&&&&&& 1、采煤工作面两端头及安全出口处单体支柱初撑力不得小于90kN（11.5MPa），超前支护单体柱初撑力不得小于50kN（6.4MPa），并采取防倒措施，对于软岩条件下初撑力达不到要求的，在制定措施、满足安全条件下，必须经企业技术负责人审批。工作面端头及超前矿压显现不明显的，单体柱可以不穿柱鞋、不加底梁。
&&&&&&& 2、采煤工作面上下隅角顶板垮落不充分时必须采取强制措施放顶，严禁使用风障、风帘导风处理瓦斯。
&&&&&&& 3、工作面端头、顺槽超前支护及超前换棚、换柱支护形式、规格参数、超前支护及换棚长度等必须在作业规程及施工图板上图示说明，标明架间距、棚距、最大、最小控顶距、支柱间、排距，且与现场保持一致。
&&&&&&& 4、顺槽超前100米以外叉子棚可用工钢梁、柱替代&型钢、单体柱，但单体柱柱头必须垫扣板，防止单体柱柱牙承受压力。顺槽坡度达到或超过10度时，打叉子棚必须使用&型钢梁、单体柱。
&&&&&&& 5、顺槽超前支护用铰接梁替代&型钢时，铰接梁应铰接，不得出现丁字棚。
&&&&&&& 第六条& 本规定自下发之日起执行。
&&&&&&& 附： 工作面端头及超前支护示意图&&&&&&&&&&&
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联系电话： &&E-mail：　回采巷道锚网索支护解除的力学机理与应用研究--《中国矿业大学》2009年博士论文
回采巷道锚网索支护解除的力学机理与应用研究
【摘要】：
锚网索支护对确保巷道围岩的稳定性、简化采面端头工序等具有重要作用。但是,由于锚网索组合支护作用,切眼和端头后方顶板不能随采面推进及时冒落,引起切眼和工作面端头后方较大范围的悬顶,从而造成一系列的安全隐患。首先,工作面端头后方较大范围的悬顶,形成通风死角和向采空区漏风等严重安全隐患;其次,在切眼处和采空区两侧煤柱中形成较大的支承压力,使煤柱的稳定性受到减弱,并影响邻近巷道围岩的稳定性,使邻近巷道维护困难。本文综合运用理论分析、数值模拟和现场观测等方法对锚网索支护解除的力学机理及方法等进行了系统研究,取得了如下主要研究成果:
(1)探讨了锚网索支护对围岩的加固机理,研究了锚网索支护解除前后顶板围岩形态以及对通风安全的影响,从理论上分析了锚网索解除使组合梁及悬吊作用失效的力学机理及弧形三角块结构的稳定性特征,得到了锚网索支护解除对采空区两侧悬顶及时冒落的影响规律。
(2)建立了锚网索支护解除对煤柱支承压力影响分析的Winkler弹性地基梁模型,分析了锚网索支护解除对煤柱支承压力的影响及煤柱屈服区的变化特征,得到了煤柱支承压力随巷道悬顶长度的变化规律及煤柱屈服区大小随煤柱强度、悬顶长度的变化规律。
(3)借助于数值模拟方法,分析了锚网索支护解除对煤柱和邻近巷道围岩稳定性的影响,研究表明:煤柱支承压力随悬顶长度的减小而减小,煤柱的稳定性随锚网索支护解除而得到加强;邻近巷道顶板下沉量、两帮移近量及底鼓量随悬顶长度的减小而显著下降,巷道围岩的稳定性随锚网索支护解除而得到提高。
(4)在对锚杆支护机理分析的基础上,考虑到后期锚杆支护解除的要求,研制设计了新型树脂式可回收锚杆的结构,并进行了井下试验。结果表明:新型可回收锚杆对软岩和煤层巷道具有良好的适应能力,且安装回收方便,为锚杆支护解除技术的应用提供了保证。
(5)初步开发了切眼和巷道锚网索支护解除技术,并应用于煤矿开采的生产实践。经现场观测试验表明,工作面两端和切眼等锚网索支护解除后,顶板能够及时垮落,工作面顶板管理、采空区漏风等安全隐患问题得到有效解决,邻近巷道围岩的应力集中程度得到明显缓解,巷道围岩变形得到有效控制,取得了显著的经济和社会效益。
【学位授予单位】：中国矿业大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2009【分类号】：TD353
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