掘进工作面切眼支护技术应用设计实践.pdf

掘进工作面切眼支护技术应用设计实践文庭宇(普安县工业和科学技术局贵州 黔西南)摘 要:针对某矿掘进工作面特征在掘进回风顺槽 处设置钻场进行探眼施工探明前方的地质构造及断层等情况 顶板采用锚网索 钢带进行支护非回采帮采用左旋螺纹钢锚杆钢网支护回采帮采用玻璃钢锚杆高强塑料网支护关键词:掘进切眼支护技术中图分类号:.文献标识码:文章编号:()工程概况某矿掘进工作面的切眼设计长度 井下位于 煤层一水平 该切眼东部为 回风顺槽西部为 工作面南部为 工作面北部为 断层保护煤柱 工作面切眼用于 工作面综采设备的安装及 工作面通风.煤层情况工作面的整体构造简单煤层倾角平均 煤层厚度的变化不大平均.颜色为黑色以暗煤为主亮煤次之弱沥青光泽含丝炭及黄铁矿结核 煤层底板有一层.厚的高岭土遇水松软膨胀对掘进有影响.地质构造褶皱构造 该工作面地质构造条件简单整个工作面无褶皱现象对工作面掘进无影响断层 根据三维地震勘探报告工作面内未见构造切眼外存在一条 正断层落差 但距切眼较远对施工影响不大 不排除该工作面存在小的断层施工时加强现场管理.探眼施工巷道掘进坚持“有掘必探先探后掘”的原则在 回风顺槽 处设置一处钻场进行探眼施工探明前方的地质构造、岩溶、瓦斯、水等情况避免出现掘进安全事故 探放水工程使用 履带式全液压坑道钻机施工如表 所示 钻头选用 的合金钻头选用的钻杆直径为 单根钻杆长 钻杆的内部设置丝扣接头 本次超前探放水钻孔需要下入 单层套管()终孔直径 套管外露长度不得超过 表 钻孔施工顺序为 以及具体参数钻场孔号方位()倾角()孔深()与巷道夹角()终孔层位 号钻场顶板砂岩.顶板砂岩.顶板砂岩 巷道布置掘进工作面位于 煤层 掘进方位角 工作面切眼采用锚索 钢带密集支护调车硐室开口无需加强支护只需将工作面切眼锚索、钢带支护到迎头.巷道形状及断面工作面切眼设计长度 巷道设计为矩形断面如图 所示 切眼机头段设计长度.设计断面:荒宽 荒高 荒断面 .净宽 净高 净断面 .铺底强度 图 巷道断面图.支护设计.按悬吊理论计算顶锚杆参数锚杆长度计算()式中锚杆长度冒落拱高度/./().()式中巷道掘进宽度.煤层硬度系数取 安全系数一般取 锚杆锚入稳定岩层的深度一般按经验取 .锚杆在巷道中的外露长度一般取.则.施工时顶锚取.满足施工需要锚杆间排距计算/()/()式中锚杆间排距锚杆设计锚固力按高强顶锚杆锚固力 计算冒落拱高度.安全系数一般取 被悬吊煤的体积力/则/()/(.)/.根据以往施工经验取 可以满足要求.锚索支护参数验算钢绞线直径计算/()式中钢绞线直径钢绞线轴向拉力设计值取钢绞线抗拉强度标准值/取 钢绞线界面设计安全系数取.则:./.锚索钢绞线长度计算钢绞线长度按照下式计算:()式中钢绞线总长度钢绞线的自由段长度取 钢绞线的锚固长度按相关技术规范钢绞线锚固长度 以下公式确定取其中较大的值:/()./(.).()/()./(.).()式中锚固段长度钢绞线轴向拉力设计值取 安全系数取.钻孔直径取 单根钢绞线直径取.钢绞线根数取 锚固体与岩石孔壁黏结强度设计值取.锚固体与钢绞线之间的黏结强度设计值取.采用 根及以上钢绞线时界面黏结强度降低系数取.经上式计算可得出 取 则:综合考虑安全系数及理论计算采用.的锚索满足要求.永久支护顶板采用锚网索 钢带进行支护采用 高强度树脂锚杆配合使用 支 型锚固剂设计扭矩力 锚杆间排距 锚杆托盘为 的穹形铁托盘网片为.的钢筋网 规格网格三花布置要求垂直于巷道掘进方向使用锚杆压住接茬为保证顶板支护质量每循环进尺搭接点的网片接茬原则上可以不使用锚杆压住当顶板破碎或者有其他必要情况时要补打锚杆压住接茬位置锚索选用.钢绞线每排布置 根间排距为 托盘为 的 形铁托盘每根锚索用 支 型锚固剂 支 型锚固剂 用./型风动锚索张拉机具测试预紧力达到 钢带每排布置 根规格:长 宽 厚 和规格:长 宽 厚 各 根非回采帮采用左旋螺纹钢锚杆钢网支护锚杆选用 左旋螺纹钢高强树脂锚杆锚杆的间排距为 矩形布置每根锚杆配合使用 支 型锚固剂设计锚固力 钢筋网网片为.三花布置回采帮采用玻璃钢锚杆高强塑料网支护锚杆选用 玻 璃 钢 锚 杆 锚 杆 间 排 距 为矩形布置每根锚杆配合使用 支 型锚固剂设计锚固力 网片规格.帮网与顶网、帮网与帮网搭接长度大于 绑扎小于 三花布置 由于采用切槽采垛一次成巷的施工方案因此在回采帮切槽掘进后仅需支护回采侧采垛侧帮部不需要支护 在支护切槽侧的过程中如果出现较严重的采垛侧预留帮炸帮威胁施工人员安全则将顶板悬吊钢筋网作为临时防护必要时采用塑料网玻璃钢锚杆的临时支护控制帮部.信号点柱支护由于综掘机桥式转载机的长度约为.要求信号点柱允许滞后工作面迎头的距离为 尽可能紧跟迎头采用圆木(松木)信号点柱支护圆木直径不小于 大头在上架设信号点柱使用 的垫木柱鞋必要时加垫直径 的尼龙柱鞋信号点柱与顶板之间使用木楔子楔紧实确保架设稳固牢靠在靠近顶板位置使用直径不低于 的尼龙绳(或者其他强度不低于此的绑材)拴住信号点柱大头端并在顶板网筋十字交叉点绑牢防止信号点柱倾倒伤人 掘进支护工艺.掘进工艺掘进工作面切眼由 胶带顺槽回采帮开始施工 选用 型悬臂式掘进机采用自下而上的成巷方式 为便于前期出煤及后期减少皮带机头挪移工作量 工作面切眼全断面掘进采用切槽采垛的施工工艺始终在切槽与采垛之间预留 的煤垛作为临时支撑巷道顶板的煤柱并将小断面掘进与大断面成巷区分开.支护工艺顶部锚杆支护打锚杆时要严格按照锚杆机操作规程进行作业作业顺序为定位、钻孔、装锚固剂、注锚杆、搅拌、凝固、紧固、检查.帮部锚杆支护用风镐、手镐把帮部不平的地方刷平达到设计断面后挂网片绑扎小于 三花布置 之后先施工上部锚杆再施工下部锚杆采用/型手持式气动钻机打帮部锚杆施工帮部锚杆眼用 钻杆配 钻头眼深控制在比锚杆长度小 使用吹风管将孔内污水、煤粉吹净后塞入 支 型树脂锚固剂再用/型风动帮锚机配合 套头将锚杆注入旋转 后至少等 再将套头取掉 最后再上托盘并拧紧螺帽使托盘紧贴煤壁使用扭矩扳手测量锚杆时不小于 玻璃钢锚杆扭紧力矩的读数不小于.锚索支护打锚索选用/.型钻机配合锚索专用 钎子配 钻头锚索孔的深度不大于所用钢绞线长度减小的 打够设计深度后用压风和水将孔内冲洗干净 然后将 支 型锚固剂 支 型锚固剂轻轻推入再将锚索轻轻导入锚索孔使锚固剂送入眼底然后把锚索用专用套头固定在锚杆机旋转轴套上锚杆机顶着锚索上升 当锚索外露长度接近 时锚杆机开始旋转至眼底后再旋转 待锚固剂凝固将锚索与锚杆机分离 间隔 后安装锚索托盘与锁具使用锚索张拉机具张拉至预紧力.铺网每个循环掘进过程中在后巷将每排所用的网片提前连接好 待该循环掘进施工结束退机至机载临时支护在最前段一排永久支护处打开并半升起机载临时支护(高度以适合施工人员托网、连网为宜)综掘机停电闭锁 施工人员逐排将需要的网片托装至临时支护上方并完成连网使用专用撑杆引导或者推举网片前移辅助完成顶网铺设 完成该循环顶网在机载临时支护上的铺设后综掘机上方机盖护栏安全范围内留 人连接该循环的顶网与已完成支护的顶网其余人员撤到综掘机后方安全范围内 综掘机司机给综掘机送电启动临时支护在连网人员的协助下使用临时支护液压支架将顶网托举至合适位置并紧贴顶板连网人员完成连网施工 每循环结束时顶板锚杆支护预留 格网()既方便下一循环连网又避免最前排锚杆拆卸后连网引发顶板事故确保施工人员的安全 连网后观察两个循环搭接处的顶板状况必要时在网片接茬处补打锚杆打设第一排锚杆并打注顶锚杆利用锚杆托盘压紧网片垂直于巷道掘进方向的接茬 打注顶锚杆施工时施工人员必须站在永久支护下机载临时支护托网紧贴顶板达到要求的支护范围内单排或者前后两机成组逐排交替向前支护打注顶锚杆 每循环的顶板锚杆施工结束后必须立即施工 钢带锚索确保巷道的支护质量达到设计要求 铺设帮网:每个循环安装第一排帮网时拆除上一排锚杆托盘把第一排网片的网边套在锚杆上按规定连网套上锚杆托盘重新紧固锚杆螺母至设计要求打设每循环第一排锚杆眼然后铺设第二排网片并连网 结语某矿掘进工作面通过在 回风顺槽 处设置钻场进行探眼施工探明前方的地质构造及断层避免出现掘进安全事故 顶板采用锚网索 钢带进行支护非回采帮采用左旋螺纹钢锚杆钢网支护回采帮采用玻璃钢锚杆高强塑料网支护参考文献:柴光光.大断面煤巷切眼支护设计研究.机械管理开发():.刘帅涛.大采深复合顶大断面切眼支护设计.内蒙古煤炭经济():.张选松张波张宇.大跨度切眼顺山支架综掘扩安一体化施工实践.科技创新与应用():.茹武伟.胡底煤矿大断面开切眼围岩控制技术研究.山东煤炭科技():.作者简介:文庭宇()男 贵州黔西南人 本科 助理工程师 研究方向:采矿工程