煤矿掘进工作面回风顺槽过裂隙带技术研究
2018-05-23董智斌郁钟铭李春良
董智斌, 郁钟铭, 李春良,王 腾
(1.贵州大学 矿业学院, 贵州 贵阳 550025; 2.贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室,贵州 贵阳 550025; 3.贵州师范学院, 贵州 贵阳 550001)
1 概 况
金家渠煤矿110301工作面回风顺槽走向长度2082 m,服务年限3 a。该工作面起始位置位于13采区上部车场,北起13采区上部车场与回风联络巷交叉点,南至13采区边界保护煤柱线,沿2煤顶板底部定向掘进,掘进期间不受其他采掘影响。
2 裂隙带情况
110301工作面回风顺槽施工至1295 m时,受风氧化带条件影响,工作面迎头上帮侧2.5 m范围内煤体变软、破碎,淋水增大,并出现漏顶现象。为确保110301工作面回风顺槽顺利通过风氧化带影响区域,经现场勘察,重新制定施工方案,决定在原施工方案的基础上增加管棚支护作为临时超前支护以通过该段区域。裂隙带附近岩性特征情况见表1。
表1 裂隙带附近岩性特征情况
3 巷道支护技术措施
(1) 由专业的探放水施工队在工作面迎头向后30 m处疏放水硐室中施工疏水钻孔,进行集中疏放水,同时对巷道掘进方向风氧化带影响范围进行预探,掌握工作面迎头掘进方向的围岩状况、煤层坡度变化等情况;
(2) 疏水钻孔施工后,由专业技术人员对工作面迎头淋水情况进行观测,当工作面涌水量减小,确认安全后,才可恢复掘进施工;
(3) 掘进施工时,首先在已安装完好的钢支架上方施工钢管安装孔。打眼时,以巷道拱部轮廓线向外偏10°的角度施工,孔深2.2 m,布置间距为300 mm,然后打入钢管作为临时超前支护;
(4) 安装孔施工完毕后,清理钻孔内煤岩屑,使用大锤将钢管砸入安装孔眼底,钢管采用的是长2.5 m、Φ40 mm的钢管,将其一端加工成尖形,以方便施工;然后采用双股8#铁丝将钢管与U型钢支架绑紧,固定牢固可靠。
(5) 110301工作面回风顺槽掘进期间,每掘进施工1个循环(800 mm),施工一次超前钻孔,进行管棚支护,然后方可进行下一循环掘进。110301工作面回风顺槽架棚断面如图1所示;图2为110301工作面回风顺槽管棚支护施工示意图。
图1 110301工作面回风顺槽架棚断面
图1中,钢支架采用25号U型钢,棚间距为800 mm,采用连接板连锁连接(如图1(b)所示),每架设7道连接板,柱腿垫20 mm厚的钢板,规格240 mm×230 mm×20 mm;锁腿锚杆是Φ18 mm×2100 mm的圆钢端头锚杆,每架棚打设4组锁腿锚杆,每根锚杆配套使用2节MSK35/35的树脂锚固剂。
图2 110301工作面回风顺槽管棚支护施工
4 矿压观测与结果分析
在巷道中安装顶板离层指示仪对顶板离层情况进行监测并记录,连续观测断层左右两侧观测点1和观测点2的离层变化,观测结果见表2,并绘制曲线图,如图3所示。
表2测点离层仪变化/mm
时间/d123456714212835测点1234567912131414测点2235667913141414
图3 顶板离层量变化规律
从图3可以看出,巷道刚掘进过后,顶板的离层量迅速增大,超过14 d后,顶板的离层量逐渐趋于稳定, 观测点1和观测点2的最大离层量均约为14 mm。表明该支护方式能够很好地控制巷道围岩的稳定性。
5 结 语
(1) 巷道掘进过裂隙带时围岩的稳定性受到破坏,顶板破碎,支护困难;采用常规支护方式,不利于掘进安全性。
(2) 采用超前管棚支护方式来过裂隙带,加固了巷道围岩的稳定性,有效控制了顶板破碎,漏顶的现象。
(3) 通过对110301工作面回风顺槽过裂隙带顶板下沉量的观测,此支护技术较好控制了顶板稳定性,实现了矿井的安全高效生产,为类似条件下巷道围岩控制提供了一定的参考价值。
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