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急倾斜中厚煤层巷道掘进支护技术作者作者单位黑龙江七煤集团新铁煤矿五采区关键词急倾斜中厚煤层支护技术联合支护该论文以黑龙江七煤集团新铁煤矿五采区煤层左七片队综掘机施工的降段中采用支护技术和稳定性研究为实际工程背景分别对新掘巷道和已掘破坏巷道两类工程进行了研究在综合分析已掘巷道破坏原因的基础上根据工程类比法提出了已掘巷道支护设计的基本方案从而为新掘巷道的施工做了必要的准备接下来从经济指标和施工难易等定量和定性的因素入手最终得到了最优支护方案为巷道顶板采用预应力树脂锚杆加钢带支护护帮采用顶板一根锚索与底板一根锚杆联合铁网形成上帮煤体全封闭的刚柔支护方案最后在新掘巷道的施工过程中采用了这种支护方案并对此支护方案下巷道的稳定性进行了局部和整体的评价根据实际巷道顶板岩性差煤质结构松散断面尺寸大又处于高应力环境的不利条件施工中采用了加长锚杆的锚固长度的施工方案同时用拉力器对巷道的全部支护进行全程测试对其做了稳定性分析从而验证了新掘巷道施工方案和支护策略的合理性通过选择合理的支护方式提高了巷道的掘进速度同时有效地控制了顶板离层冒顶现象和片帮现象的发生达到了巷道支护的预期效果一支护设计确定巷道支护形式新铁煤矿五采区开掘的煤厚局部煤底部夹泥岩夹矸煤层以块状为主粉末状次之煤层透气性差煤层总体呈单斜状倾角巷道顶板采用三排预应力树脂锚杆加钢带支护间排距米护帮采用顶板一根锚索与底板一根根锚杆联合铁网形成上帮煤体全封闭的刚柔支护间距米支护参数设计一采用类比法合理选择支护参数根据新铁煤矿五采区开掘煤层矿压观测资料和同煤层邻近巷道的支护经验做了以下类比已掘破坏巷道为左七片年月施工新掘巷道为左七片降段已掘破坏巷道左七片采用的支护为顶板采用三排预应力树脂锚杆支护间排距米护帮采用双排锚杆配合半圆木联合铁网锁帮间距米见附图新掘巷道左七片降段巷道顶板采用三排预应力树脂锚杆加钢带支护间排距米护帮采用顶板一根锚索与底板一根根锚杆联合铁网形成上帮煤体全封闭的刚柔支护间距米见附图现象左七片因密闭了两年多当再次启用时发现巷道顶板多处局部冒顶上帮锁帮基本失效导致片帮现象严重尤其是在两巷道交叉点处出现了大面积的冒顶及片帮显现严重损坏了巷道的使用性分析左七片采用传统的基本支护方式即三排预应力树脂锚杆支护间排距米护帮采用双排锚杆配合半圆木联合铁网锁帮间距米由于顶板仅仅采用树脂锚杆支护顶板导致锚杆的作用力以单一的点作用力作用在顶板上使其悬吊作用面积局限于以锚杆托盘为圆心的点接触锁帮采用是双排锚杆配合半圆木联合铁网锁帮间距米由于采用了半圆木作为支护材料使其巷道锁帮的性能紧随着半圆木的强度而有效当半圆木在潮湿氧化的作用下腐蚀失效时原锁帮则失效才会导致片帮严重的现象出现改进基于左七片巷道支护方案在施工和生产实践中发现的问题特在左七片降段支护方案中加以完善具体改善如下顶板支护采用锚杆加钢带支护由于钢带本身就具有一定的强度在锚杆的锚固作用力直接作用于钢带通过钢带把锚固力作用于顶板上的同时加大了锚固作用的着力面积相应的也提高支护面积与此同时顶板上的三排锚杆又通过钢带连接形成整体的作用链既可发挥其加固拱作用又提高了对顶板的整体悬吊作用使顶板内的各岩体与锚杆紧固成一个所谓的组合梁从而提高顶板岩层的抗弯强度减少各岩层层面滑移离层和冒落的机率从而保证巷道的稳定性护帮采用顶板一根锚索与底板一根锚杆联合铁网形成上帮煤体全封闭的刚柔支护间距米通过上帮顶端采用锚索紧贴煤壁向顶板锚固即起到对巷道顶端顶板支护的作用又通过与下部锚杆配合铁网形成对上帮煤壁的全封闭这种支护方案对煤体上帮形成了全封闭锁帮有效的避免了上帮煤体直接裸露尤其是顶端煤体无支护在矿压的作用下片帮形成空顶区从而间接的导致矿压应力的集中作用于空顶区形成大面积的冒顶及片帮的隐患二采用计算法校核支护参数采用普氏平衡拱理论进行锚杆支护参数设计式中挤压破碎深度自然平衡角部应力集中系数取上覆岩层的容重取采深取固定残余支撑压力影响系数实体煤巷取煤层普氏系数取煤层倾角取巷道掘进高度取煤体完整性系数取煤体内磨擦角取计算得交岔点潜在垮落高度式中巷道有效高度一半取顶板岩性系数取顶板普氏系数取计算得顶板潜在垮落高度为所以锚杆支护能够满足支护要求锚杆参数锚杆长度式中锚固长度锚杆外露长度计算得施工中取锚杆排间距锚杆施加预应力后在岩层中以角形成压应力区因此锚杆的最大排间距为计算得三经济成本指标比较方案一左七片降段巷道顶板采用三排预应力树脂锚杆加钢带支护间排距米护帮采用顶板一根锚索与底板一根锚杆联合铁网形成上帮煤体全封闭的刚柔支护间距米支护材料规格单价比顶板锚杆套树脂锚杆元套元顶板药卷眼树脂药卷元根根眼元顶板钢带型钢带元米米元帮壁锚杆套树脂锚杆元套元帮壁药卷眼树脂药卷元根根眼元帮壁铁网铁网元米米元帮壁锚索钢绞线钢绞线元米米元锁具两个元个元药卷树脂药卷元根根元巷道一次性投入材料费总计元方案二左七片采用的支护为顶板采用三排预应力树脂锚杆支护间排距米护帮采用双排锚杆配合半圆木联合铁网锁帮间距米顶板锚杆套树脂锚杆元套元顶板药卷眼树脂药卷元根根眼元帮壁锚杆套树脂锚杆元套元帮壁药卷眼树脂药卷元根根眼元帮壁半圆木根元根元帮壁铁网铁网元米米元巷道一次性投入材料费总计元后期巷修成本补打锚索两根钢绞线根钢绞线元米米根元锁具两个元个元药卷树脂药卷元根根元清片帮货充填片帮空间巷修每米元巷道间接性投入材料费总计元总投入元论述从经济成本比上分析得出结论方案一一次性材料投入大于方案二但从长远上看方案二的后期巷修成本大于方案一本着高效安全的支护技术是确保掘进生产的关键原则为理念安全有效快速的巷道支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件巷道支护的可靠性成本与速度显著影响煤炭企业的安全与经济效益首先巷道支护必须安全可靠保证巷道围岩的稳定避免冒顶片帮事故发生基于此点方案一有着方案二无法比拟的条件其次掘进为采煤服务巷道支护必须满足高产高效回采工作面的要求随着开采强度与煤炭产量的大幅度提高对巷道支护提出前所未有的严格要求掘进施工的巷道无论从空间上还有时间上都必须满足回采的需要而方案二在时间上以及材料上都必须进行后期投入这样大大影响了生产系统的正常接续第三巷道支护费用是煤炭企业成本的重要组成部分在满足煤矿安全生产的前提下降低巷道支护与维修成本即使降低幅度不大也会给煤炭工业带来巨大的经济效益因此方案一研究开发适合煤矿巷道支护技术对煤矿支护改革和实现高效安全生产具有重大意义