1、1大跨度综放工作面切眼支护技术研究摘要:为实现中厚煤层放顶煤设备的升级换代,大淑村矿采用了ZF4000/16/28型综放支架,支架外形尺寸:长度 6400mm宽度 1500mm高度 1600mm,支架重量 16028kg,工作面切眼跨度达到 8m,支护难度明显增大。我矿 172207工作面大跨度切眼采取了锚网索支护,EBZ135 型煤巷掘进机掘进施工,本文对大跨度切眼支护设计、施工进行了论述。 关键词:综放 大跨度 切眼 设计 施工 1、工作面概述 172207 综放工作面地面位于大淑村矿工业广场以西,峰武公路以东,邯峰战备路以南,大淑村矿矸石山以北。井下位于西二采区,南为172206采空区,
2、北侧和西侧为 F23断层,东侧为工业广场煤柱,下伏为已采的 174205、174206 保护层工作面。本煤层属二叠系山西组地层,本区为单斜构造,走向 SE100120,倾向 NS190210,倾角1022,断裂构造是主要构造。煤层赋存稳定,一般厚 5.2m,局部煤层厚度有变化,煤层中含夹矸两层,夹矸为粉砂岩,其中顶夹矸厚0.03m0.1m,距煤层直接顶板 0.3m0.5m,底夹矸厚 0.1m0.15m,距煤层直接底板 1.4m1.6m。煤层平均倾角 14,煤层厚度 2.2m5.8m,平均煤厚 5.2m。直接顶为粉砂岩,厚度 3.5m,老顶为细砂岩,厚度3.3m,底板为粉砂岩,厚度 8.8m。
3、2、综放支架技术特征 2工作面采用 ZF4000/16/28型综放支架,支架高度最大为 2800mm,最小 1600mm,支架中心距 1500mm,支撑高度 16002800mm,支架宽度14301600mm,支架初撑力 3195KN,工作阻力 4000KN,支架外形尺寸:长度 6400mm宽度 1500mm高度 1600mm,支架重量 16028kg,采用整体顶梁加伸缩梁、四柱、四连杆、尾梁结构。采煤机为 MG250/600-WD型双滚筒电牵引采煤机。前后输送机均使用 SGZ730/400型刮板输送机。 3、切眼支护 3.1 切眼支护方式的选择 根据综放支架的外形尺寸和安装要求,设计切眼规格
4、为:宽度8000mm高度 2600mm,如此大的跨度给切眼支护带来了很大困难。采用木棚支护不仅劳动强度大,而且施工困难,安全风险大。采用锚网索支护,如此大的跨度又很难保证顶板不离层垮落。因此综合考虑以上因素,决定采用液压支柱配合锚网索进行支护。 3.2 切眼支护设计 切眼分两次掘成,每次掘进宽度 4.0m,摸 2#煤顶板掘进,采用锚索悬吊支护为主。第一次掘切眼采用锚网索支护,巷道宽 4m,高 2.7m,锚索为 17.8mm7.5m 的钢绞线,锚杆长度为 22mm2.4m 的高强度左旋无纵筋螺纹钢,顶部铺设双层塑料网,使用长度为 4.0m的 W型钢带,带距 800mm,钢带在 1、3、5 及 2
5、、4、6 组眼内迈步布置锚索,其余眼内布置锚杆,两边角锚索与顶板铅垂线呈 10夹角,其余锚索锚杆与顶板垂直置,每个锚索孔注 2支 k2345和 3支 m2345型树脂药卷,锚杆注 1支 K2835和 3支 M2835型树脂药卷,每条锚索的预紧力 160KN,锚杆预紧3力矩 140N.m以上,抗拉拔力 80KN。切眼两帮使用塑料网配圆钢锚杆与竹锚杆护帮,锚杆间排距 700mm700mm,里帮上部两排采用 16mm 长度2.6m的圆钢锚杆配 400mm300mm竹护板和 120X120mm铁托板护帮;下部两排采用长度 1.5m的竹锚杆配 400mm300mm竹护板进行支护。外帮采用长度 1.5m的
6、竹锚杆配 400mm300mm竹护板进行支护,上部锚杆距顶板 300mm,上仰 15打设,下部锚杆距底板 200mm,与水平夹角-20打设,圆钢锚杆注 2支 z2345树脂药卷,锚杆的抗拔力40KN,竹锚杆使用 1支 3530型水泥药卷锚固,锚杆的抗拔力20KN。 第二次扩掘切眼宽度仍为 4m,使用长度为 4m的 W型钢带配锚索、锚杆进行支护,钢带垂直煤壁布置,顶板锚网索布置方式与第一次相同,煤壁上角锚杆使用 16mm 长度 2.6m的圆钢锚杆,其余采用竹锚杆锚帮。施工时采用两排 DZ2.8单体液压支柱进行加强支护,各布置在切眼中线两侧各 500mm处,柱距 800mm,支柱初撑力不得小于 9
7、0KN,支柱必须穿柱鞋,柱头加长 150mm宽 100厚 80mm的木盘头并用塑料绳拴好柱头。(切眼支护设计见附图) 3.3 切眼施工 3.3.1 施工工艺 采用 EBZ135 型煤巷掘进机破煤装煤,SJ-800 可伸缩皮带机,SGW40T 刮板输送机运煤,工艺流程为:照线-机掘割煤-审帮问顶-临时支护-出煤-打顶板锚索及锚杆眼-安装锚索及锚杆-打巷道两帮锚杆眼-安装锚杆。锚杆锚索要求打一根注一根,锚索及锚杆紧跟迎头。 3.3.2 施工要求及注意事项 4溜子道与切眼交叉点中心、切眼中每 10米在巷道中央各安装 LBY-3型顶板离层仪一个,施工单位每班观测一次,并留有记录。对锚索钻孔要求平直、光
8、洁,如遇塌孔则必须进行处理。对钢铰线的外观检查,不得出现明显裂痕或松丝等缺陷,不得有死弯,如有上述缺陷不得使用。对局部锈蚀严重的不得使用。安装锚索、锚杆前应检查锚索、锚杆孔,核对钻孔深度是否符合要求。锚固锚杆和锚索时,先对孔内浮矸仔细清理,然后按先后顺序把药卷以次放入孔底后,再开始搅拌药卷,在规定时间内,把锚杆和锚索推到孔底。托盘要平面与顶、帮接触,不准点接触或不接触。当锚固剂达到凝胶时间,进行预应力张拉。锚索张拉前,找平孔口,安装垫板和锚具,不接顶处可用板梁垫好,张拉至预紧力值时,方可退下千斤顶,用锚具锁紧锚索。 锚杆表面位移测量主要是两帮收敛、顶板下沉及底鼓等,每天进行量测计算数据,了解巷道变形情况,有问题及时采取措施。 4、切眼支护效果 172207 工作面掘进切眼 40米,安装顶板离层仪 6个,自切眼开始掘进到工作面安装结束 20天时间,顶板离层最大值为 15mm,两帮收敛不超过 300mm,保证了综采设备的顺利安装,为采用大型综放设备的工作面切眼锚网索支护取得了成功的经验。