锚网支护在综放工作面的技术应用
2014-04-13文/崔清
文/崔 清
唐安煤矿作为山西兰花科技创业股份有限公司属下生产主力矿井,综放工作面撤架通道顶板支护一直以来沿用金属网+木板梁联合护顶。为确保通道安全,提高搬家效率,经论证在综放工作面搬家期间采用了锚网支护工艺,长180米,宽2.7米,高2.7米的撤架通道竣工,较以往通道作业提前了两天时间,节约了大量的单体液压柱和大量的木质支护材料,锚网支护工艺的应用不仅使撤架通道空间宽畅、支架挪动自如,而且回风顺槽大面积的三岔口支护安全系数更高,确保了撤架安全,缓减了工人劳动强度,提高了安全作业系数,实现了安全、省时、省料、费用低、设备无损耗。
一、巷道支护工序
1.工作面推进到距停采线13米的位置,在支架顶梁上铺设平行于工作面走向,规格为1.2m×10m的双层金属顶网,网质为8#镀锌铅丝编织的菱形金属网。第一个循环拉架前,提前在支架前梁上铺一层单层网,便于通道的第一个循环挂双层顶网;当第二个循环开始时,同样铺设双层网,联网接头相互错开,第二层网始终挂联在第一层网的1/2处,形成金属网假顶。
2.全工作面铺设金属网假顶推进7个循环,当第七个循环挂网结束后,在网下铺设钢丝绳。要求钢丝绳平行工作面铺设,离底板高度2500mm~2700mm之间,铺成一线,钢丝绳与金属网每300mm用双股14#铅丝拧2圈半联接一次,每割一刀铺绳一次,钢丝绳间距600mm,钢丝绳绳头与顺槽保安煤柱侧煤帮下边相齐。钢丝绳铺设完成后,在回风顺槽保安煤柱侧煤帮处支设一排戗柱,戗柱打在侧煤帮上角的钢丝绳下。
3.自铺设的第11道钢丝绳起,在其附近用托盘紧托钢丝绳,进行锚杆、锚索及煤帮锚杆支护工作。
(1)顶板支护(详见图 1)
顶板支护:顶板锚杆直径:φ=20mm。锚杆角度:靠煤壁锚杆向煤壁倾斜20度,其余均垂直顶板。顶板锚索长度:L=7200mm,钻孔深度7000mm,外露200mm。顶板锚索托板:长×宽×厚=300mm×300mm×16mm,孔径40mm的穹形多功能钢板托板。
顶板锚杆布置:锚杆排距600mm,锚杆间距:无锚索为1500mm;有锚索的为3000mm。
(2)煤壁支护
帮锚杆直径:φ=20mm。锚杆托板:规格为150mm×150mm×10mm,孔径34mm。锚杆角度:水平方向垂直于通道煤壁。靠近顶板的巷帮锚杆安设角度为与水平线成20度。锚杆布置:第一根角锚杆距顶板距离为300mm,误差范围为正负50mm,每排3根锚杆。
锚杆布置:锚杆排距1500mm,锚杆间距900mm。
(3)尾巷处支护(见图 2)
为保证综放工作面撤架通道能够顺利通过工作面专用排瓦斯尾巷下部,且保证撤架通道的支护强度,从撤架通道的准备阶段(距停采线13米)开始到整个撤架通道形成的过程中,需要先在尾巷底板上铺风筒布加金属网,支架高度不得低于2.7m,顶梁至煤壁不小于2.7m。
撤架通道形成过程中,在支架前梁铺设每道钢丝绳的同时以尾巷下的中心架为中心,在中心架前梁上平行且紧靠每道钢丝绳铺设一根木板梁,木板梁为红松圆木带一小平面,板梁规格要求长×宽×厚为:3000mm×180mm×130mm。
随着撤架通道的形成,需要逐渐将撤架通道尾巷处支架上的3m木梁更换成:长×宽×厚=4000mm×180 mm×130mm的红松圆木带一小平面的板梁加强支护,支护方式为红松木梁一头搭在支架顶梁上(搭接长度不小于1米),垂直煤帮形成悬臂梁后,另一头用DWX35或DWX28型单体柱进行贴帮支护,红松木梁带一小平面板梁一架两根,间距750mm,均匀布置,单体柱与红松木梁一一对应。
(4)三角区的维护
为便于支架调架顺利进入撤架通道,三角区内的支护采用均匀布置四排单体柱,回柱时回掉头一排,然后支到第四排后面(排距1500mm,柱距600mm),四排柱循环支护,点柱要支在钢丝绳上,最后一排柱与老空侧的5#掩护架的后柱相齐。每撤出一架后,及时在撤出支架后形成的空顶区打单体柱支护(单体柱和钢丝绳接触部要垫有小木板),掩护架拉到位后,要及时在三角区以掩护架的后柱相齐支设单体柱。
为防止打帮锚杆时,出现严重片帮或片帮伤人现象,需先用液压单体柱托木梁控制住煤壁,再打帮锚杆,从而有效解决这一难题。
工作面若呈上山状况,需在煤壁上每间隔15米打一根锚索(此锚索不张紧,主要用于撤架时挂转向滑轮),根据工作面现场情况确定锚索数量,防止出架时支架倾斜、尾梁撞墙和撞支架。
撤架通道形成后,要在进、回风顺槽与工作面的交叉点的丁字口采取打锁口锚索等措施加强顶板支护。
撤架通道完成后,为满足拖运支架和煤溜需要,需在回风巷煤柱侧打两个绞车硐室,绞车硐室技术参数:撤工后溜槽绞车硐室深度为3500mm,断面净高为2000mm,净宽为2000mm;撤工前设备绞车硐室深度为4500mm,断面净高为2000mm,净宽为2000mm。
二、工程质量管理及监测
根据锚杆支护质量监测管理数据显示,锚杆布置:锚杆间距1500mm,锚杆排距600mm;锚索外露长不大于300mm,不小于100mm,预紧力不小于100KN;顶板高强度锚杆锚固力不小于100KN,煤壁锚杆锚固力不小于50KN,露出螺母长度不大于50mm,不小于30mm,锚索锚固力不小于250KN。根据该管理方法进行监测,要求每推进一个循环,锚杆锚固力须检查一组,每组不少于3根,且锚杆预紧力要求逐根检查。如锚杆锚固力未达标,需重新补打;预紧力检测一组中,如2根预紧力未达标,需将全部锚杆重新紧固一遍。
三、实施效果
1.唐安矿综放工作面的撤架通道采用锚网支护新工艺后,净高、净宽均达到2.7m。较木板梁支护工艺而言,增加了空间面积,为支架的前后左右摆动留有足够余地,巷道经受动压影响,变形量小,消除了架棚支护片帮、冒顶现象。
2.回撤支架后的顶板垮落及时,有利于通风管理、降低瓦斯浓度。
3.锚网支护工艺不仅使撤架通道空间宽畅、支架挪动自如,增加了回风顺槽大面积的三岔口支护安全系数,确保了撤架安全,还极大地降低了工人的劳动强度。为今后进一步完善、创新综放面搬家倒面撤架通道的作业方式、支护工艺,提供了宝贵经验。