第一篇：大采高綜采工作面切眼大斷面支護(hù)技術(shù)論文

【摘要】大斷面切眼成巷的關(guān)鍵是支護(hù)技術(shù)。本文總結(jié)了特大斷面成巷掘進(jìn)工藝及頂板支護(hù)技術(shù)的先進(jìn)做法和成功經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】大斷面 切眼 支護(hù)技術(shù)

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)羊場(chǎng)灣礦于2008年6月裝備了一套6.2m大采高綜采設(shè)備,根據(jù)設(shè)備配套要求,按照先擺支架后穩(wěn)輸送機(jī)、上采煤機(jī)的順序進(jìn)行切眼設(shè)備安裝。這就使切眼斷面一次達(dá)到寬×高=8400mm×4050mm的要求。寬斷面一次成巷最關(guān)鍵是頂板控制技術(shù)。工作面概況

大采高首采工作面Y120201位于2#煤層12采區(qū),總走向長(zhǎng)度3720m,工作面傾斜長(zhǎng)350m,煤厚6.85～7.37m,平均厚7.0m,煤層傾角3°～14°,平均為8°。2#煤層偽頂巖性為泥巖,直接頂巖性為粗砂巖,老頂為粉砂巖。切眼施工工藝

2.1 掘進(jìn)工藝

(1)受掘進(jìn)條件的限制,8400mm寬的切眼不可能一次掘夠?qū)挾取２捎孟葘?dǎo)硐施工4700mm寬,成巷后再擴(kuò)幫370mm寬的方式。

采用ABM20S型掘錨機(jī)及配套設(shè)備施工。使用ABM20S型掘錨機(jī)來(lái)完成割煤和裝煤及臨時(shí)支護(hù)、永久支護(hù)工序,破碎機(jī)破碎、轉(zhuǎn)運(yùn)。具體為:每次掘進(jìn)前,司機(jī)將掘錨機(jī)調(diào)整到巷道前進(jìn)方向的中間位置,按由左向右,由上向下的順序割煤,逐步擴(kuò)大到設(shè)計(jì)斷面的要求。循環(huán)截割深度不大于1000mm。截割下的煤落在裝煤鏟板上,同時(shí)圓盤耙桿連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),將煤炭裝入中部運(yùn)輸機(jī),運(yùn)輸機(jī)再將落煤轉(zhuǎn)載至破碎機(jī)處,再利用帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至運(yùn)輸大巷處的帶式輸送機(jī)上。采用掘錨機(jī)自帶頂護(hù)板完成臨時(shí)支護(hù),最大控頂距離為2300mm。每一循環(huán)截割完畢后施工人員將鋼筋網(wǎng)及鋼帶放在頂板液壓支撐架橫梁上,然后靠?jī)蓚€(gè)液壓缸頂起液壓支撐架到頂板。兩個(gè)尾部液壓穩(wěn)定架缸穩(wěn)定住掘錨機(jī),并且輔助支撐頂板。在液壓缸頂起液壓支撐架到頂板的同時(shí),錨桿機(jī)開(kāi)始永久支護(hù)工作。截割結(jié)束并進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)后,開(kāi)始進(jìn)行頂、幫永久支護(hù)。頂錨桿及兩幫最上兩排錨桿緊跟迎頭,兩幫錨桿中最下兩排錨桿滯后迎頭不得超過(guò)15m。錨索永久支護(hù)滯后工作面迎頭不得超過(guò)30m。

(2)在距離4700mm導(dǎo)硐成巷施工50m之后(綜掘機(jī)滯后掘錨機(jī)的距離不小于50m),采用S150J型綜掘機(jī)進(jìn)行3700mm的擴(kuò)幫施工,采用由下向上左右循環(huán)截割。通過(guò)綜掘機(jī)二運(yùn)皮帶將渣運(yùn)輸至切眼導(dǎo)硐掘進(jìn)使用的刮板輸送機(jī)運(yùn)出。采用金屬前探梁(1.5寸和2寸的鋼管各三根,每根5.0m,φ20mm的圓鋼三根,每根長(zhǎng)500mm,卡子6個(gè),每個(gè)前探梁2個(gè))臨時(shí)支護(hù),循環(huán)進(jìn)度為150mm(兩片網(wǎng)),最大控頂距離為1800mm。截割結(jié)束并進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)后,開(kāi)始進(jìn)行頂、幫永久支護(hù)。錨索永久支護(hù)滯后迎頭不超過(guò)30m。

2.2 頂板控制

(1)支護(hù)形式

采用“錨網(wǎng)+鋼帶+錨索”聯(lián)合支護(hù)。支護(hù)材料為頂板采用螺紋鋼錨桿、工作面推進(jìn)方向煤幫采用玻璃鋼錨桿錨桿、擴(kuò)幫側(cè)老空煤幫采用圓鋼錨桿、鋼絞線錨索、鐵托板、槽鋼托梁、金屬網(wǎng)、木托板,塑鋼網(wǎng)。

第1次導(dǎo)硐掘進(jìn)4700mm寬巷道時(shí),巷幫布置φ20×2000mm的玻璃鋼錨桿,間排距為1000×1000mm,每根錨桿安裝2節(jié)φ35×350mm樹(shù)脂藥卷;頂板采用φ20×2500mm的螺紋鋼樹(shù)脂錨桿,錨桿間排距為750×750mm,每根錨桿安裝4節(jié)φ23×350mm樹(shù)脂藥卷,每根錨桿使用一塊150×150×10mm鐵托板。

第二次切眼寬度擴(kuò)夠后,擴(kuò)幫側(cè)老空煤幫使用φ18×1800mm圓鋼錨桿,間排距為1000×800mm,每根錨桿安裝2節(jié)φ35×350mm樹(shù)脂藥卷,每根錨桿使用一塊400×200×50柳木托板配合一塊150×150×10mm鐵托板;頂板采用φ20×2500mm的螺紋鋼樹(shù)脂錨桿,錨桿間排距為750×750mm,每根錨桿安裝4節(jié)φ23×350mm樹(shù)脂藥卷,每根錨桿使用一塊150×150×10mm鐵托板。

錨索為φ17.8mm(1×7)鋼絞線長(zhǎng)8300mm,錨索間排距為2000×2000mm,錨索托梁長(zhǎng)度為2400mm,在切眼正中和左右各2000mm補(bǔ)打錨索,錨索間排距為2000×2000mm, 錨索托梁長(zhǎng)度為4400mm,每根錨索裝6節(jié)φ23×700mm樹(shù)脂藥卷;2400mm的錨索托梁支護(hù)距離迎頭不超過(guò)30m, 4400mm的錨索托梁支護(hù)距離迎頭不超過(guò)50m。金屬網(wǎng)規(guī)格為3700×900mm(網(wǎng)格150×150mm的鋼筋網(wǎng), φ6.5mm圓鋼加工而成),頂部每排錨桿壓一根鋼帶,鋼帶為φ18圓鋼焊接加工而成,長(zhǎng)度3700mm;巷道擴(kuò)幫側(cè)老空煤幫掛設(shè)塑鋼網(wǎng),網(wǎng)子為15m×2.5m, 網(wǎng)格50×50mm。在巷中支設(shè)1排單體液壓帶帽點(diǎn)柱,間距為1000mm。最終成巷后巷寬8400mm,總支護(hù)布置為:頂板錨桿12排、兩幫錨桿各4排、錨索7排、單體液壓支柱1排,如圖1、2所示。

(2)支護(hù)機(jī)理

導(dǎo)硐每掘進(jìn)2.3m后采用錨桿進(jìn)行及時(shí)支護(hù),擴(kuò)幫每掘進(jìn)1.8m后采用錨桿進(jìn)行及時(shí)支護(hù),頂板短時(shí)暴露尚未下沉或未出現(xiàn)離層時(shí)就及時(shí)安裝上錨桿,進(jìn)行懸吊、擠壓加固,保持了淺部頂板的完整性及相對(duì)穩(wěn)定性。

錨索支護(hù)彌補(bǔ)了錨桿長(zhǎng)度的不足,預(yù)應(yīng)力大,承載能力強(qiáng)。其實(shí)質(zhì)就是把錨索深入到深部穩(wěn)定巖石中,對(duì)被加固的巖體預(yù)先施加壓應(yīng)力,限制巖體的松動(dòng)變形,從而保持圍巖穩(wěn)定。

當(dāng)錨桿支護(hù)形成的壓縮圈厚度小于松動(dòng)圈厚度時(shí),錨桿支護(hù)的懸吊作用減弱,頂板會(huì)離層脫落。再采用預(yù)應(yīng)力錨索補(bǔ)強(qiáng)加固,錨索長(zhǎng)度大、預(yù)應(yīng)力高、快速承載能力強(qiáng),形成壓縮圈厚度大,在較大預(yù)應(yīng)力的作用下,把上部穩(wěn)定巖層和下部組成的巖層梁再組合在一起,每根錨索周圍形成的壓縮區(qū)域彼此重疊,在復(fù)合頂板中形成一個(gè)厚度更大的均勻連續(xù)壓縮帶,各巖層面互相擠壓,層面摩擦大大增加,使復(fù)合頂板形成拱梁,從而有效的提高了頂板的整體性、穩(wěn)定性,加強(qiáng)了頂板的自承能力。支護(hù)效果和經(jīng)濟(jì)分析

過(guò)去,羊場(chǎng)灣礦在圍巖應(yīng)力集中、頂板破碎的巷道中均采用錨桿加鋼棚支護(hù),支護(hù)費(fèi)用高,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大,工序復(fù)雜,單進(jìn)低。近幾年來(lái),根據(jù)頂板賦存條件開(kāi)始大面積推廣錨桿、錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)替代鋼棚等支護(hù)形式。到目前為止,所有掘進(jìn)巷道全部采用這種支護(hù)形式,覆蓋面達(dá)100%。

(1)用錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù),每米巷道支護(hù)費(fèi)用降低1000多元,每年節(jié)約支護(hù)費(fèi)用近4000多萬(wàn)元,創(chuàng)造了客觀的經(jīng)濟(jì)效益。

(2)用錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù),其運(yùn)輸量、運(yùn)輸環(huán)節(jié)及消耗量少,工人勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。短掘短錨做到及時(shí)支護(hù),消除了空頂作業(yè),改善了安全環(huán)境,帶來(lái)顯著的社會(huì)效益。

(3)用錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù),巷道斷面利用率提高17%,通風(fēng)阻力下降10%,明顯的改善安全生產(chǎn)環(huán)境。結(jié)論

(1)在34.03m2的特大斷面切眼的掘進(jìn)工藝過(guò)程中,最難的是支護(hù)技術(shù)。利用錨桿、錨索聯(lián)合支護(hù)形式是最好的一種選擇。錨索長(zhǎng)度大、預(yù)應(yīng)力高、快速承載能力強(qiáng),不占巷道空間。既能滿足支護(hù)強(qiáng)度要求,又能保證安裝設(shè)備時(shí)不受支護(hù)影響。

(2)大采高工作面除切眼外的其它巷道,如順槽、盤區(qū)等大斷面巷道的支護(hù)均采用錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù)形式。從切眼來(lái)看,從巷道開(kāi)掘到設(shè)備安裝結(jié)束的4個(gè)月時(shí)間里,巷道頂板沒(méi)有出現(xiàn)大量下沉或冒頂事故。從工作面開(kāi)采過(guò)程來(lái)看,現(xiàn)已推進(jìn)了1400多米,兩順槽超前段采用較簡(jiǎn)單的超前維護(hù)即可保持頂板完整、無(wú)明顯下沉。由此證明,所選錨網(wǎng)、錨索聯(lián)合支護(hù)形式,規(guī)格、參數(shù)等均能滿足現(xiàn)有頂板管理要求,這種支護(hù)技術(shù)是非常成熟有效的,值得全面大力推廣。

第二篇：煤礦大采高

編者按

隨著我礦大采高工作的全面開(kāi)展，我礦各單位積極協(xié)調(diào)配合，全力以赴大采高工作面的建設(shè)，涌現(xiàn)出一個(gè)個(gè)感人的故事。本期欄目開(kāi)始，我們特設(shè)大采高人物專欄，為大家講述《和大采高有關(guān)的故事》。今天故事的主角是我礦機(jī)電科科長(zhǎng)趙子雙。趙子雙擔(dān)任機(jī)電科長(zhǎng)短短3年來(lái)，機(jī)電科連續(xù)3年被評(píng)為“礦先進(jìn)集體”，他個(gè)人也被評(píng)為“2011集團(tuán)公司勞動(dòng)模范”。特別是在大采高設(shè)備運(yùn)輸過(guò)程中，他積極組織協(xié)調(diào)，無(wú)時(shí)不刻地跟蹤著各種設(shè)備，全力保證設(shè)備順利到位。

在路上

“拆開(kāi)所有的設(shè)備達(dá)不到了解，那我就不用當(dāng)機(jī)電科長(zhǎng)了。”趙子雙一邊認(rèn)真地畫著井下各類設(shè)備的分布情況，一邊為筆者詳細(xì)地講解著工作面的生產(chǎn)原理。看著那些條理分明的設(shè)備分布圖，筆者深深被折服。

1998年，我礦引進(jìn)了第一臺(tái)綜掘機(jī)。正當(dāng)大家為結(jié)束炮采而歡呼雀躍時(shí)，新的問(wèn)題出現(xiàn)了：這臺(tái)50型綜掘機(jī)不太聽(tīng)話，經(jīng)常發(fā)生故障。由于對(duì)機(jī)器的不熟悉，加之這臺(tái)綜掘機(jī)引進(jìn)時(shí)便已有多年工作史，大家一時(shí)傻眼了。趙子雙二話沒(méi)說(shuō)便深入井下，在工作面現(xiàn)場(chǎng)邊看書邊摸索，拆開(kāi)部件，認(rèn)真琢磨，幾天后硬是馴服了這臺(tái)綜掘機(jī)。

現(xiàn)在，他只要俯下身子在發(fā)生故障的設(shè)備旁仔細(xì)聽(tīng)聲、摸索部件，便可以知曉問(wèn)題所在了。能夠有如此純熟的維修經(jīng)驗(yàn)，與他多年來(lái)孜孜不倦的鉆研精神是分不開(kāi)的。這種堅(jiān)持不懈的努力一直伴隨他到現(xiàn)在。

要說(shuō)工作中沒(méi)有困難，那是假的。為了保證大采高工作面所需設(shè)備能夠早日到位，趙子雙積極組織協(xié)調(diào)，曾多次派單位職工到遠(yuǎn)在鄭州的設(shè)備生產(chǎn)廠家“蹲點(diǎn)”，想方設(shè)法磨破嘴皮督促?gòu)S家即時(shí)生產(chǎn)，只要設(shè)備一下流水線，第一時(shí)間護(hù)送設(shè)備“回家”。

2011年7月初，得知大采高超前支護(hù)已經(jīng)到達(dá)兩渡，大家欣喜若狂：離大采高投產(chǎn)又近了一步！運(yùn)輸車輛走到何家廣場(chǎng)附近的鐵路涵洞前，一下子傻眼了：由于這批超前支護(hù)都是為大采高工作面特意定制的，體積碩大，以至于無(wú)法順利通過(guò)涵洞。這可怎么辦？眼睜睜看著滿滿23車的設(shè)備，趙子雙一聲令下：拆！炎夏的七月，酷暑難耐，他組織科里十多個(gè)同志，光著膀子，對(duì)設(shè)備進(jìn)行二次卸裝，硬是卸了整整三天，最終將23車的超前支護(hù)安全運(yùn)送到大采高設(shè)備儲(chǔ)存庫(kù)。

如今，大采高所需綜采機(jī)、液壓支架、刮板輸送機(jī)、膠輪車等大型設(shè)備已經(jīng)陸續(xù)到貨，我礦量身定制的全球最大最先進(jìn)的濕式刀形截齒分體滾筒也順利入住設(shè)備儲(chǔ)存庫(kù)。看著一車車的設(shè)備魚貫而入，趙子雙懸著的心漸漸放下了：期盼著那個(gè)風(fēng)和日麗的日子里，大采高按期投產(chǎn)！

第三篇：大斷面隧道穿越水塘施工技術(shù)

大斷面隧道穿越水塘施工技術(shù)

1.工程概況

武廣客運(yùn)專線新廣州站金沙洲隧道，進(jìn)口位于佛山市南海區(qū)里水鎮(zhèn)洲村，出口位于黃岐鎮(zhèn)沙溪村，南側(cè)緊臨廣州西環(huán)高速公路的沙貝站及潯峰洲站。在隧道沿線地面，有高速公路及二、三級(jí)公路通過(guò)，交通便利。

金沙洲隧道位于剝蝕殘丘與沖積平原地貌單元及剝蝕殘丘陵地貌單元；地表主要為農(nóng)田、魚塘、果園及苗圃，小河渠、小涌較發(fā)育，部分地段分布農(nóng)村低層房屋，山頂最大標(biāo)高67.626m，相對(duì)高程67.626~1.303m。渠涌水位因季節(jié)而變化，區(qū)內(nèi)河道因地表平坦，高差小，標(biāo)高1.02~3.03，故水流平緩。

場(chǎng)區(qū)處于南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)。2.穿越水塘區(qū)段的地表概況

DK2193+470橫斷面圖DK2193+380DK2193+400DK2193+420DK2193+460DK2193+360DK2193+340DK2193+440隧道輪廓線豬圈DK2193+480DK2193+340~+510段共穿越水塘兩個(gè)，DK2193+337~+398魚塘經(jīng)過(guò)征地，已排盡塘水，隧道穿越時(shí)候已干枯一個(gè)月余； DK2193+400~+448魚塘征地滯后，造成魚塘基本未排水，其中DK2193+440附近埋深僅3.56m，其中淤泥層厚度1m。豬圈位置如圖所示，埋深10m，基礎(chǔ)為回填土。DK2193+500以后，魚塘魚塘左 邊 線隧道中線右 邊 線-4.39DK2193+365橫斷面圖金沙洲隧道DK2193+340~+500段線路平面圖

DK2193+500-2.29 隧道穿越一座小山。3.施工方案及方法 3.1施工工序安排

DK2193+337~+398魚塘在按照設(shè)計(jì)文件施工，安全通過(guò)。根據(jù)局指揮部的統(tǒng)一安排，要求我們安全快速通過(guò)DK2193+400~+448魚塘。考慮到隧道仰拱滯后，施工危險(xiǎn)系數(shù)加大，因此施工工序安排如下：

3.1.1 為了保證施工的順利進(jìn)行，在穿DK2193+400~+448魚塘前，暫時(shí)停止上臺(tái)階掘進(jìn)，封閉掌子面，縮短上臺(tái)階與仰拱、襯砌的距離，以增加安全通過(guò)魚塘的安全系數(shù)；同時(shí)保證在上臺(tái)階掘進(jìn)過(guò)程中，仰拱及襯砌施工緊跟，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范施工。

3.1.2 加快每道施工工序的施工進(jìn)度，縮短工序交接班時(shí)間。成立工作組，對(duì)工序循環(huán)時(shí)間進(jìn)行跟蹤，并分析工序滯后原因，確保安全快速通過(guò)魚塘。

3.1.3 開(kāi)挖支護(hù)安全通過(guò)后，仰拱施工、襯砌施工必須在15天內(nèi)施工完畢。3.2 主要工序施工方法

3.2.1 超前預(yù)報(bào)

金沙洲隧道施工采取地質(zhì)法（掌子面地質(zhì)描述法）、物探法（TSP、紅外線法）及鉆探法（超前深孔鉆探、炮眼孔加深鉆探）等綜合方法進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)工作。通過(guò)地質(zhì)法縫隙前方地質(zhì)構(gòu)造，通過(guò)物探法預(yù)報(bào)前方不良地質(zhì)，通過(guò)對(duì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法相互印證，不斷總結(jié)提高預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的水平和標(biāo)準(zhǔn)性。隧道穿越魚塘后，證明預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性較高：隧道左側(cè)以灰?guī)r、強(qiáng)風(fēng)化為主，右側(cè)及拱頂以砂巖、全風(fēng)化為主，局部有滲水，滲水為黑色，帶有豬圈排水異味。

3.2.2 超前支護(hù)

設(shè)計(jì)為45根長(zhǎng)10mφ89超前管棚（搭接3m）及47根長(zhǎng)4.5mφ42超前小導(dǎo)管，環(huán)向間距皆為40cm。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)以往經(jīng)驗(yàn)確認(rèn)，按設(shè)計(jì)施工管棚角度過(guò)大，實(shí)際效果較差。更改為在覆蓋層較厚處擴(kuò)50cm的管棚工作室，施工30~35m長(zhǎng)超前管棚，搭接5m。并且加密超前小導(dǎo)管間距及搭接，小導(dǎo)管間距調(diào)整至35cm，并調(diào)整至進(jìn)尺1.5m施工循環(huán)3.5小導(dǎo)管，搭接2m。效果同雙排小導(dǎo)管。

3.2.3開(kāi)挖及支護(hù)

經(jīng)過(guò)前期監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)分析討論，將開(kāi)挖預(yù)留量由設(shè)計(jì)8cm調(diào)整至28cm，并加大監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)布置。每循環(huán)開(kāi)挖進(jìn)尺0.5m~0.75m，開(kāi)挖完成后立即進(jìn)行初噴4cm混凝土并封閉掌子面后進(jìn)行支護(hù)。

支護(hù)參數(shù)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工，上臺(tái)階φ42鎖腳錨管由設(shè)計(jì)每側(cè)1排（2根）增加至2排（4根），保證鋼架的固定，并嚴(yán)格注漿飽滿。

3.2.3 仰拱及拱墻襯砌施工

仰拱及拱墻襯砌及時(shí)跟進(jìn)，與掌子面距離分別小于40、90m。3.2.4 監(jiān)控量測(cè)

監(jiān)控量測(cè)是金沙洲隧道穿越魚塘施工安全的一項(xiàng)重要措施，施工過(guò)程中我們加強(qiáng)了洞內(nèi)外觀察，進(jìn)行掌子面地質(zhì)描述，對(duì)圍巖變形及支護(hù)結(jié)果應(yīng)力、應(yīng)變檢測(cè)，及時(shí)地反饋檢測(cè)信息，檢測(cè)信息化施工，確保工程安全。4.結(jié)語(yǔ)

每一項(xiàng)基礎(chǔ)工程在施工過(guò)程中都會(huì)遇到各種技術(shù)難題。在大斷面隧道施工中，穿越水塘問(wèn)題也是不容忽視的。隧道是動(dòng)態(tài)施工的，施工處理中有很大程度的變更設(shè)計(jì)的內(nèi)容，一味參照設(shè)計(jì)的施工方法或施工組織設(shè)計(jì)，往往也會(huì)使施工存在很大的難度。綜上所述，通過(guò)采取優(yōu)化施工組織、科學(xué)攻關(guān)、加大投入等特殊措施，克服了施工地質(zhì)情況復(fù)雜、埋深淺、水塘未及時(shí)排水等困難，安全快速完成了DK2193+400~+448魚塘的穿越，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，為公司在淺埋施工積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

第四篇：七米大采高高效開(kāi)采技術(shù)總結(jié)

補(bǔ)連塔煤礦七米大采高高效開(kāi)采

技術(shù)專項(xiàng)總結(jié)

中國(guó)神華能源股份有限公司 二零一二年三月二十二日

一、礦山基本情況

補(bǔ)連塔煤礦是中國(guó)神華能源股份有限公司在神府東勝煤田開(kāi)發(fā)建設(shè)的特大型現(xiàn)代化礦井之一，礦井位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)，井田東以烏蘭木倫河一級(jí)階地的西緣為界，南與上灣井田連接，西與呼和烏素及爾林兔毗鄰，北與李家塔礦接壤，其地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：109o 56′50″～ 110o 10′18″，北緯：39o 15′16.5″～ 39o 24′15″。

補(bǔ)連塔礦是一座集生產(chǎn)和洗選為一體，產(chǎn)、運(yùn)綜合布局，統(tǒng)籌建設(shè)的高產(chǎn)高效現(xiàn)代化礦井，礦井前身為原馬家塔斜井，1988年4月開(kāi)始建井，設(shè)計(jì)能力為0.6Mt/a，于1990年建成，同年決定改擴(kuò)建為3.0Mt/a的大型礦井，1997年10月16日建成投產(chǎn)。1998年開(kāi)始1000萬(wàn)噸技術(shù)改造，2003年礦井生產(chǎn)能力達(dá)到20.0Mt/a，2004年中國(guó)神華能源股份有限公司決定再次對(duì)補(bǔ)連塔礦進(jìn)行改擴(kuò)建，設(shè)計(jì)能力為20.0Mt/a，2005年6月14日改擴(kuò)建完成并移交生產(chǎn), 2009年5月中國(guó)神華能源股份有限公司決定再次對(duì)補(bǔ)連塔礦進(jìn)行改擴(kuò)建，設(shè)計(jì)能力為25.0Mt/a，同年12月改擴(kuò)建完成并移交生產(chǎn)。2010年核定生產(chǎn)能力為25.0Mt/a。

補(bǔ)連塔煤礦地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、煤層賦存穩(wěn)定，開(kāi)采技術(shù)條件好，井田內(nèi)有可采煤層11層，主要可采煤層12煤層、22煤層和31煤層。井田內(nèi)各煤層主要為長(zhǎng)焰煤、不粘煤，屬特低灰～低灰、特低硫～低硫、特低磷～低磷、中高發(fā)熱量煤的優(yōu)質(zhì)動(dòng)力及化工用煤。截止到2011年底，礦井保有儲(chǔ)量為19.8億噸，可采儲(chǔ)量為12.5億噸，礦井剩余服務(wù)年限為38.5年。

礦井主要采煤方法為長(zhǎng)壁后退式回采，全部垮落法管理頂板。2010年1月份礦井22303工作面布臵完畢，建成世界第一個(gè)7米大采高

工作面，工作面長(zhǎng)為301m，推進(jìn)長(zhǎng)度為4996m，平均煤層厚度為7.31m，工作面可采儲(chǔ)量為1311萬(wàn)噸。22304工作面為神東煤炭集團(tuán)第三個(gè)7米大采高綜采工作面，工作面長(zhǎng)為286.2m，推進(jìn)長(zhǎng)度為4881.5m，平均煤層厚度為7.08m，工作面可采儲(chǔ)量為1187.97萬(wàn)噸。礦井22煤三盤區(qū)工作面核定工作面回采率為93%，2011年三盤區(qū)7米采高工作面回采率為95%。

二、7米大采高采煤工藝技術(shù)

2010年1月份補(bǔ)連塔礦革新大采高工作面采煤工藝，在設(shè)備配套方面立足國(guó)際先進(jìn)水平，大膽選型、優(yōu)化組合，配備7米大采高液壓支架及配套設(shè)備，創(chuàng)建了世界最大采高、超重型綜采工作面，解決了7米厚煤層一次采全高的技術(shù)難題，使工作面回采率提高到95%。

（一）割煤方式

采用端頭斜切進(jìn)刀雙向割煤方式（割三角煤），進(jìn)刀距離為70.5m，截深為0.865m。進(jìn)刀方式:斜切入煤壁→推溜→割三角煤→拉架→返空刀→推溜六個(gè)過(guò)程。

進(jìn)刀距離70.5m(共34架)AAa運(yùn)輸順槽AA機(jī) 頭采 煤 機(jī)刮 板 機(jī)18.85m32.8m18.85mAAAb機(jī) 頭刮 板 機(jī)A采 煤 機(jī)AcAAA機(jī) 頭采 煤 機(jī)刮 板 機(jī)Ad機(jī) 頭刮 板 機(jī)AAA采 煤 機(jī)a-斜切進(jìn)刀并移直運(yùn)輸機(jī)；b-割三角煤；c-返空刀；d-開(kāi)始正常割煤

采煤機(jī)進(jìn)刀方式圖

工作面機(jī)頭和機(jī)尾頂板創(chuàng)新采用垂直方式過(guò)渡。煤機(jī)至機(jī)頭機(jī)尾時(shí)利用4架距離將采高由6.8m過(guò)渡至6.0m，然后在機(jī)頭機(jī)尾過(guò)渡架處將采高由6.0m垂直過(guò)渡至順槽高度后與順槽割透。這樣不僅減少了過(guò)渡損失煤量，同時(shí)打破了端頭必須平緩過(guò)渡的常規(guī)方式，與常規(guī)過(guò)渡方法相比較，過(guò)渡區(qū)的頂煤留設(shè)量減少，全工作面過(guò)渡區(qū)頂煤回收提高18.2萬(wàn)噸。

工作面頂板剖面線22303回順22303運(yùn)順321***9148******57473727187654機(jī)頭機(jī)尾過(guò)渡示意圖

（二）裝煤方式

采煤機(jī)割煤時(shí)利用滾筒上的螺旋葉片旋轉(zhuǎn)將煤拋至刮板運(yùn)輸機(jī)內(nèi)，再由可伸縮膠帶機(jī)將煤運(yùn)至地面煤倉(cāng)。

（三）運(yùn)煤方式

刮板輸送機(jī)將煤運(yùn)至機(jī)頭后側(cè)卸入橋式轉(zhuǎn)載機(jī)，經(jīng)破碎機(jī)破碎后運(yùn)至轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭卸入可伸縮帶式輸送機(jī)機(jī)尾。

（四）支護(hù)方式

工作面采用兩柱掩護(hù)式液壓支架進(jìn)行支護(hù)；運(yùn)順超前20m范圍采用太原煤科院生產(chǎn)的四柱支撐掩護(hù)式液壓支架(ZYDC3000/28/47型)結(jié)合單體進(jìn)行支護(hù)；回順超前20m范圍采用太原煤科院生產(chǎn)的支架組

(ZFDC3000/26.5/47型)進(jìn)行支護(hù)。

（五）采空區(qū)處理方式 采用自然垮落法處理頂板。

通過(guò)應(yīng)用以上技術(shù)，每刀生產(chǎn)原煤量增加235噸（與6.3米工作面比較），回采率較使用6.3m支架提高了9.5%。

三、專項(xiàng)資金實(shí)施情況

礦井在2011年獲得礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用獎(jiǎng)勵(lì)資金1000萬(wàn)元，為確保專項(xiàng)資金使用的合理性和規(guī)范性，做到專款專用，公司成立了專項(xiàng)資金組織領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，將該資金用于進(jìn)一步完善工作面設(shè)備配套，確定購(gòu)臵1套DBT 3*1600KW刮板機(jī)機(jī)頭架、機(jī)尾架（含變線、過(guò)渡槽），轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)頭架及起坡段和破碎機(jī)機(jī)頭架,進(jìn)一步提高了原煤回采效率。

四、近幾年完成的用于提高“三率”的項(xiàng)目投資情況

（一）2008年投資了500萬(wàn)進(jìn)行7米大采高可行性研究、確定合理、經(jīng)濟(jì)的煤柱寬度、研究確定了工作面兩順槽的布臵、煤柱留設(shè)寬度及大采高工作面巷道支護(hù)參數(shù)。投資了1800萬(wàn)完成了22303工作面（7米大采高）兩順槽、切眼及回撤通道的巷道掘進(jìn)。2008年用于提高“三率”的項(xiàng)目總計(jì)完成投資2300萬(wàn)元。

（二）2009年投資了2.97億元購(gòu)買163套大采高、高阻力液壓支架及采煤機(jī)等配套綜采設(shè)備（見(jiàn)下表）。投資了120萬(wàn)研究7米大采高工作面兩端頭垂直過(guò)渡的創(chuàng)新技術(shù)。投資了2780萬(wàn)完成22304作面兩順槽、切眼及回撤通道的巷道掘進(jìn)，完成三盤區(qū)專用回風(fēng)巷的掘進(jìn)。2009用于提高“三率”的項(xiàng)目總計(jì)完成投資32600萬(wàn)元。

（三）2010年投資了200萬(wàn)對(duì)采煤機(jī)離合器進(jìn)行改造（因改造7LS7煤機(jī)時(shí)牽引塊加了一級(jí)惰輪、支腿加高、滾筒加大，機(jī)身重量增加，但沒(méi)有相應(yīng)加強(qiáng)牽引離合器，致使頻繁損壞）。投資了70萬(wàn)進(jìn)行22303工作面兩順槽巷道的補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)。投資了30萬(wàn)進(jìn)行7米大采高工作面礦壓觀測(cè)、分析、研究，確保工作面順利、安全推進(jìn)，為安全貫通提供技術(shù)保障。投資12000萬(wàn)購(gòu)買四盤區(qū)采全層回采液壓支架。2010年用于提高“三率”的項(xiàng)目總計(jì)完成投資12300萬(wàn)元。

（四）2011年投資了21000萬(wàn)元購(gòu)買7米大采高工作面回撤專用設(shè)備180臺(tái)。投資了400萬(wàn)用于進(jìn)行22303工作面回撤通道注射高分子加固材料。2011年用于提高“三率”的項(xiàng)目總計(jì)完成投資21400萬(wàn)元。

五、礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算與說(shuō)明

礦井將逐步在具備條件的厚煤層布臵大采高工作面，加強(qiáng)礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用。各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算如下：

（一）2011年實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算如下：

1.22303工作面總推進(jìn)長(zhǎng)度為4996米，2011年推進(jìn)剩余段978米，工作面使用7米支架后，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益：

978÷0.865×235×331.03 =8795萬(wàn)元

（22303工作面已回采完畢，2011年推進(jìn)長(zhǎng)度978米，截深0.865米，每刀煤比6.3米采高多回收原煤235噸，原煤售價(jià)331.03元/噸）

2.22304工作面推進(jìn)長(zhǎng)度為4981.5米，2011年共推進(jìn)了3112米，工作面使用7米支架后，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益：

3112÷0.865×223.4×331.03 =26605萬(wàn)元（截深0.865米，每刀煤比6.3米采高多回收原煤223.4噸，原煤售價(jià)331.03元/噸）

補(bǔ)連塔煤礦自使用7米大采高設(shè)備后，2011年盤活煤量106.95萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益總額35400萬(wàn)元

（二）礦井后續(xù)工作面預(yù)期實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算如下： 1.預(yù)計(jì)22304工作面剩余推進(jìn)長(zhǎng)度產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

其預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益可按下述方式初步估算：

1869.5米÷0.865米×223.4噸×331.03元/噸=15984萬(wàn)元（22304工作面剩余推進(jìn)長(zhǎng)度1869.5米，截深0.865米，每刀煤比6.3米采高多回收原煤223.4噸，原煤售價(jià)331.03元/噸）

2.預(yù)計(jì)礦井22煤三盤區(qū)22305～22309工作面產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算如下：

礦井22煤三盤區(qū)的22305、22306、22307、22308、22309工作面。22305～22309工作面長(zhǎng)度分別為：301m、322m、301m、301m、301m;推進(jìn)長(zhǎng)度分別為：4684m、4684m、4684m、4684m、5320m。

預(yù)計(jì)在22305～22309工作面可盤活原煤量為：

〃（原煤容重為1280kg/m3,工作面采出率為0.95，原煤售價(jià)331.03元/噸,采用大采高支架后的采高為7米，工作面原來(lái)采高為6.3米）

預(yù)計(jì)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為：331.03*6084194=201405萬(wàn)元 3.預(yù)計(jì)礦井12煤五盤區(qū)12509～12515工作面產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算如下：

礦井12煤五盤區(qū)的12509、12510、12511、12512、12513、12514、12515工作面均為大采高工作面（7m），12509～12515工作面長(zhǎng)度分別為：330m、330m、330m、330m、300m、330m、330m、;推進(jìn)長(zhǎng)度均為：3100m 預(yù)計(jì)在12509～12515工作面可盤活原煤量為：

[330*3100*（7-6.3）*6+300*3100*（7-6.3）] *1.28*0.95 =6015840噸

（原煤容重為1280kg/m3,工作面采出率為0.95，原煤售價(jià)331.03元/噸,采用大采高支架后的采高為7米，工作面原來(lái)采高為6.3米）預(yù)計(jì)可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益331.03*6015840=199142萬(wàn)元

4.按照設(shè)計(jì)礦井22煤五盤區(qū)將布臵20個(gè)大采高工作面，預(yù)計(jì)可盤活煤量為：

20*3700*300*（7-6.3）*1.28*0.95=18896640噸，預(yù)計(jì)可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益為：331.03*18896640=625535萬(wàn)元；（設(shè)計(jì)工作面推進(jìn)長(zhǎng)度為3700米，工作面長(zhǎng)度為300米，原煤容重為1280kg/m3,工作面采出率為0.95，原煤售價(jià)331.03元/噸,采用大采高支架后的采高為7米，工作面原來(lái)采高為6.3米）

5.按照設(shè)計(jì)礦井22煤四盤區(qū)將布臵16個(gè)大采高工作面，預(yù)計(jì)可盤活煤量為：16*3100*330*（7-6.3）*1.28*0.95=13932441噸，預(yù)計(jì)可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益為：331.03*13932441=461205萬(wàn)元。（設(shè)計(jì)工作面推進(jìn)長(zhǎng)度為3100米，工作面長(zhǎng)度為330米，原煤容重為1280kg/m3,工作面采出率為0.95，原煤售價(jià)331.03元/噸,采用大采高支架后的采高為7米，工作面原來(lái)采高為6.3米）

預(yù)計(jì)礦井后續(xù)大采高工作面使用7米大采高設(shè)備后，預(yù)期盤活煤量4621.7萬(wàn)噸，預(yù)期實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益總額1529924萬(wàn)元。

可見(jiàn)，采用厚煤層一次采全高技術(shù)開(kāi)采，可大大提高資源回收率，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限。該項(xiàng)目的研究已經(jīng)為礦井及公司帶來(lái)巨大的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益，還將帶來(lái)更大的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展及國(guó)內(nèi)同類礦井的厚煤層開(kāi)采具有重要的借鑒意義。

第五篇：B090406 讓壓支護(hù)技術(shù)在大采深、高地應(yīng)力巷道的應(yīng)用

讓壓支護(hù)技術(shù)在大采深、高地應(yīng)力巷道的應(yīng)用

李偉民1 李德元1 高維宇1 許鳳國(guó)2

[1-阜新礦業(yè)集團(tuán)公司清河門煤礦,遼寧 阜新 123006；2-阜新礦業(yè)集團(tuán)公司，遼寧 阜新 123000]

摘 要 針對(duì)礦井大斷面、大采深、高地應(yīng)力、服務(wù)年限長(zhǎng)的巷道掘進(jìn)支護(hù)現(xiàn)狀及圍巖特點(diǎn)，提出采用高強(qiáng)讓壓錨桿、金屬網(wǎng)、W型鋼帶+錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)控制大斷面、大采深、高地應(yīng)力巷道圍巖持續(xù)變形的方法，并在我礦巷道掘進(jìn)實(shí)際施工中進(jìn)行支護(hù)實(shí)踐應(yīng)用，取得較好效果。

關(guān)鍵詞 大采深 高地應(yīng)力巷道 高強(qiáng)讓壓錨桿 聯(lián)合支護(hù)

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前 言

阜新礦業(yè)（集團(tuán)）公司清河門煤礦是一座開(kāi)采40多年的老礦井，現(xiàn)在礦井的生產(chǎn)格局是“兩區(qū)兩面”，由于礦井的多年開(kāi)采，現(xiàn)已開(kāi)采三水平-800m高左右。343采區(qū)是清河門煤礦的現(xiàn)生產(chǎn)采區(qū)，開(kāi)采三水平四煤組的煤炭，開(kāi)采深度在-520～-820m之間，本組內(nèi)多煤層可采，層間距較薄。在這種大采深、高地應(yīng)力的情況下進(jìn)行大斷面掘進(jìn)施工，巷道的支護(hù)極其困難。343采區(qū)北翼集中材料道是運(yùn)輸、行人兼通風(fēng)的主要巷道，設(shè)計(jì)全長(zhǎng)920m，施工標(biāo)

2高在-789m左右，巷道凈斷面14.4m，服務(wù)年限為5年。巷道原采用錨、網(wǎng)、梯+錨索聯(lián)合支護(hù)，掘進(jìn)施工一段時(shí)間后，巷道變形嚴(yán)重，巷道的維護(hù)與翻修工程量較大，整個(gè)巷道范圍內(nèi)錨桿、錨索受力比較明顯，部分錨桿的螺母崩脫，金屬網(wǎng)形成許多網(wǎng)兜，容易造成冒頂事故。鑒于此種現(xiàn)狀，為了提高巷道的掘進(jìn)速度，降低支護(hù)成本，保證生產(chǎn)使用的安全，進(jìn)行了高強(qiáng)讓壓錨桿支護(hù)技術(shù)實(shí)驗(yàn)。存在的問(wèn)題

煤礦錨桿支護(hù)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但目前的錨桿、錨索種類單一，難以適應(yīng)不同地質(zhì)采礦條件變化的需要。隨著煤礦開(kāi)采深度的不斷加大，巷道圍巖變形量大，自穩(wěn)能力差，巷道變形現(xiàn)象會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，這對(duì)錨桿、錨索支護(hù)設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，巷道支護(hù)問(wèn)題在煤礦的安全生產(chǎn)中就顯得更加突出。合理的支護(hù)形式及參數(shù)設(shè)計(jì)既能有效控制圍巖的變形，又可以降低支護(hù)成本。巷道地質(zhì)條件各不相同，同樣的材料支護(hù)效果也各不一樣。在深部開(kāi)采掘進(jìn)過(guò)程中，要面臨很多影響巷道支護(hù)的問(wèn)題，如：隨著采深的增加，壓力增大多少、巷道變形范圍如何及變形量多少、巷道周邊的主應(yīng)力方向如何、應(yīng)力隨采深增大的梯度是多少，這些問(wèn)題直接影響煤礦的綜合效益及安全生產(chǎn)。也有的礦井仍沿用淺部的支護(hù)方法和管理經(jīng)驗(yàn)，從而造成支護(hù)失效，常出現(xiàn)大量的折梁斷腿、錨桿失效、反復(fù)維修、冒頂塌方等現(xiàn)象，耗費(fèi)了大量的人力、物力、財(cái)力，仍不能保證安全生產(chǎn)。

造成這些不安全因素的原因主要是對(duì)大采深、高地應(yīng)力的巷道支護(hù)沒(méi)有采取有針對(duì)性的支護(hù)方式和手段，難以提出合理有效的深部地壓控制措施和配套的巷道支護(hù)方法。因此，深部開(kāi)采首先應(yīng)解決的是巷道施工中的“安全、高效、經(jīng)濟(jì)、快速”支護(hù)問(wèn)題。支護(hù)原則

要解決上述支護(hù)現(xiàn)狀存在的問(wèn)題，就要有一個(gè)相對(duì)于大斷面、大采深、高地應(yīng)力巷道支護(hù)的支護(hù)原則。采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)讓壓錨桿提高支護(hù)結(jié)構(gòu)共同承載載荷是一個(gè)很好的解決方法。在支護(hù)與圍巖的相互關(guān)系上，高強(qiáng)讓壓錨桿支護(hù)有3個(gè)突出特點(diǎn)：

① 符合圍巖與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同承載的基本支護(hù)思想；

② 及時(shí)主動(dòng)支護(hù)，即在巖體開(kāi)掘早期進(jìn)行讓壓錨桿安裝，安裝后即對(duì)圍巖提供顯著的軸向和橫向的支護(hù)阻力，避免巖體松動(dòng)和塑性松動(dòng)圈的增大；

③ 屬于柔性支護(hù)，選擇合理的支護(hù)剛度，使支護(hù)完成后，仍能與巖體一起產(chǎn)生少量的位移，釋放部分能量，既保持巖體受力平衡，又保持支護(hù)結(jié)構(gòu)不失穩(wěn)。

新型高強(qiáng)讓壓錨桿是在此基礎(chǔ)上采用了一種合理有效的讓壓方式，在錨桿承受載荷接近過(guò)載時(shí)象安全閥一樣起到讓壓作用，從而保護(hù)錨桿桿體不被破壞。采用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿可以加大錨桿的間排距，減少錨桿的用量，提高掘進(jìn)速度，降低掘進(jìn)成本，同時(shí)可以保證良好的支護(hù)性能。

343區(qū)北翼集中材料道屬于大斷面、大采深、高地應(yīng)力易變形巷道，并且使用年限較長(zhǎng)。對(duì)于這種類型的巷道，錨桿支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須滿足: ① 合理的錨桿安裝應(yīng)力。錨桿的安裝應(yīng)力是控制圍巖早期變形的重要參數(shù)，安裝應(yīng)力過(guò)小會(huì)使圍巖發(fā)生過(guò)大的早期變形，松散破碎圈增大，引起頂板破碎，錨桿受力增加。一個(gè)合理的錨桿安裝應(yīng)力如同液壓支架的初撐力一樣重要。

② 高支護(hù)強(qiáng)度。在大采深、高地應(yīng)力、中厚煤層大斷面掘進(jìn)的條件下，支護(hù)強(qiáng)度必須提高。

③ 錨桿須具有讓壓性能。為了防止錨桿承受過(guò)度載荷而破斷，錨桿必須有一定的變形讓壓性能。然而，這種變形讓壓必須是有“控制”的讓壓，通過(guò)有效“控制”的讓壓使巷道內(nèi)的聯(lián)合支護(hù)系統(tǒng)成為一個(gè)整體，從而改變整體支護(hù)效果。合理的讓壓性能應(yīng)該做到錨桿在一定噸位上穩(wěn)定讓壓，以保證巷道支護(hù)效果，防止錨桿桿體發(fā)生突然破斷。

④ 提高輔助支護(hù)系統(tǒng)強(qiáng)度。一個(gè)完整的支護(hù)系統(tǒng)包括高強(qiáng)讓壓錨桿、金屬網(wǎng)、W型鋼帶+錨索進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，使煤層頂板形成一個(gè)整體的層狀組合梁，來(lái)達(dá)到提高整體支護(hù)強(qiáng)度的效果。

深部巷道基本支護(hù)原則與理念就是要形成高安裝載荷、高整體支護(hù)強(qiáng)度、錨桿變形可靠讓壓的最佳層狀組合梁。巷道支護(hù)實(shí)踐

3.1 高強(qiáng)度讓壓錨桿支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

煤礦頂板是由不同層狀巖體組合成的層狀組合梁，為了使組合梁達(dá)到其最佳強(qiáng)度，應(yīng)該設(shè)計(jì)合適的錨桿長(zhǎng)度及錨桿系統(tǒng)的安裝應(yīng)力。達(dá)到最佳組合梁的錨桿系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列條件：

① 通過(guò)調(diào)整安裝應(yīng)力，使錨桿支護(hù)系統(tǒng)應(yīng)能夠控制錨固范圍內(nèi)的頂板離層，這需要選擇合理的錨桿類型和安裝應(yīng)力；

② 錨固系統(tǒng)應(yīng)能夠減少或消除頂板的拉應(yīng)力區(qū)； ③ 錨桿應(yīng)能夠錨固在穩(wěn)定的巖層中；

④ 錨固系統(tǒng)應(yīng)有足夠的能力來(lái)控制頂板，并且在整個(gè)需要支護(hù)期間內(nèi)不失效。根據(jù)支護(hù)理論和支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)數(shù)值分析，確定如下支護(hù)方案：（1）錨桿支護(hù)參數(shù)

采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力可變形讓壓均壓高強(qiáng)度螺紋鋼錨桿支護(hù)，錨桿屈服強(qiáng)度為500MPa。頂板錨桿直徑20mm、長(zhǎng)2400mm，間排距為1000×800（mm），用2卷CK2350型樹(shù)脂錨固劑卷錨固；兩幫錨桿直徑18mm、長(zhǎng)2000mm，間排距為900×800（mm），兩幫用2卷Z2350型樹(shù)脂錨固劑卷錨固。

（2）錨桿預(yù)應(yīng)力 根據(jù)有限元分析，提高安裝應(yīng)力可以減小或消除頂板中的拉應(yīng)力區(qū)，可以消除頂板巖層的離層，從而取得最佳層狀組合梁的效果，頂板錨桿安裝應(yīng)力最小為40kN，兩幫錨桿的安裝應(yīng)力不小于30kN，根據(jù)不同情況調(diào)整預(yù)應(yīng)力。

（3）輔助支護(hù)系統(tǒng)

輔助支護(hù)系統(tǒng)包括鳥巢錨索、W型鋼帶和金屬網(wǎng)。根據(jù)地質(zhì)條件變化、煤層采動(dòng)影響及圍巖松動(dòng)圈的影響范圍等因素，選用直徑17.8mm、長(zhǎng)8300mm的鳥巢錨索，用2卷CK2350型樹(shù)脂錨固劑卷錨固，托盤為200×200×10（mm）的球形錨索托盤；W型鋼帶使用型號(hào)為BHW270-2.75，長(zhǎng)度為4300mm，通過(guò)W形狀及高強(qiáng)材料來(lái)提高鋼帶的鋼性，通過(guò)錨桿聯(lián)結(jié)成為一個(gè)整體；菱形金屬網(wǎng)可有效防止漏矸、漏頂，而且其自身強(qiáng)度還可以控制兩幫變形，并可以與讓壓錨索、讓壓錨桿、W型鋼帶形成一個(gè)整體，使支護(hù)系統(tǒng)形成整體。3.2 巷道支護(hù)施工方案

按照作業(yè)規(guī)程規(guī)定先進(jìn)行敲幫問(wèn)頂、打炮孔眼、爆破。爆破完畢，立即安設(shè)頂板錨桿；幫錨桿滯后工作面不大于5m，頂、幫破碎時(shí)，幫錨桿跟至工作面。要保證錨桿達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)緊力和錨固力的要求，錨桿安設(shè)角度需符合設(shè)計(jì)要求。巷道支護(hù)如圖1所示。

圖1 巷道支護(hù)斷面圖 支護(hù)效果

清河門煤礦343采區(qū)北翼集中材料道采用高強(qiáng)讓壓均壓錨桿支護(hù)，通過(guò)監(jiān)控巷道所受掘進(jìn)和采煤工作面的地壓影響，掌握圍巖的變形規(guī)律，以確定巷道的支護(hù)效果，以便及時(shí)采取措施保證礦井安全生產(chǎn)。礦壓監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容包括：巷道煤巖體表面位移監(jiān)測(cè)、頂板離層監(jiān)測(cè)、錨桿受力狀態(tài)監(jiān)測(cè)、錨桿安裝應(yīng)力監(jiān)測(cè)與錨固力監(jiān)測(cè)。高強(qiáng)讓壓錨桿支護(hù)方式與原有支護(hù)方式效果相比，巷道的變形量大大減小，整個(gè)巷道范圍內(nèi)受力均勻，沒(méi)有出現(xiàn)網(wǎng)兜現(xiàn)象。采用高強(qiáng)讓壓錨桿、金屬網(wǎng)、W型鋼帶+錨索進(jìn)行聯(lián)合支護(hù)，減少巷道的維護(hù)與翻修工程量，提高巷道的掘進(jìn)速度，降低支護(hù)成本。結(jié) 論

① 高強(qiáng)讓壓錨桿、金屬網(wǎng)、W型鋼帶+錨索聯(lián)合支護(hù)的支護(hù)質(zhì)量和支護(hù)強(qiáng)度均達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。在施工過(guò)程中及現(xiàn)在的使用時(shí)間內(nèi)，巷道變形量明顯減小，支護(hù)效果明顯。

② 采用高強(qiáng)讓壓錨桿+鳥巢錨索+W型鋼帶+金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)的支護(hù)成本每米巷道比原支護(hù)方式節(jié)約128.89元，同時(shí)減少了維修、翻修的人力、物力、財(cái)力。

③ 高強(qiáng)讓壓錨桿、金屬網(wǎng)、W型鋼帶+錨索聯(lián)合支護(hù)可以有效控制圍巖變形，在經(jīng)濟(jì)合理的條件下提高支護(hù)強(qiáng)度、支護(hù)表面質(zhì)量和支護(hù)效果，提高了掘進(jìn)速度，保證了生產(chǎn)安全。

④ 高強(qiáng)讓壓錨桿、金屬網(wǎng)、W型鋼帶+錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)不但可以減少支護(hù)施工量、降低支護(hù)成本，而且可以防止原支護(hù)方式導(dǎo)致的穩(wěn)定巷道“二次變形”現(xiàn)象，具有較高的推廣價(jià)值。

第一作者簡(jiǎn)介 李偉民 男，1970年出生，1993年7月畢業(yè)于阜新礦業(yè)學(xué)院采礦專業(yè)，工學(xué)學(xué)士。現(xiàn)任阜新礦業(yè)（集團(tuán)）公司清河門煤礦礦長(zhǎng)，高級(jí)工程師。

（收稿日期：06-30；責(zé)任編輯：黃 翔）