特厚煤層綜放開采沿空送巷支護(hù)技術(shù)研究

0沿空送巷支護(hù)方式沿著這條河走是一項重要的技術(shù)，已經(jīng)被廣泛使用。滴道煤礦立井二采區(qū)左四路11層大巷就是沿空送巷,它是在采空區(qū)上覆巖層移動基本穩(wěn)定后,緊貼原廢棄巷道,在煤層邊緣的煤體內(nèi)重新掘巷,作為下區(qū)段工作面上巷,其支護(hù)方式一開始為傳統(tǒng)木棚支護(hù),棚距1.0m,巷道掘進(jìn)斷面積8.0m2,使用斷面積為4.8m2。巷道掘進(jìn)過程中,由于受采空區(qū)集中壓力的作用,礦壓顯現(xiàn)明顯,靠采空區(qū)一側(cè)的棚腿斷,棚梁折,棚子折損率較高。即使加大架棚密度,試圖增強其整體抗壓能力,也未能減少棚子的折損率,巷道返修率達(dá)10%～25%。后采用礦工鋼支護(hù),棚梁也被壓彎,造成人、財、物損失,采掘接續(xù)也日趨緊張,不能滿足安全生產(chǎn)的需要,迫切需要改變沿空送巷支護(hù)方式。經(jīng)過工程技術(shù)人員在現(xiàn)場觀察,研究巖層性質(zhì)、構(gòu)造和礦壓顯現(xiàn)特點,最后,采用高強樹脂錨桿支護(hù)技術(shù),對該巷進(jìn)行了支護(hù)試驗,取得了顯著效果。1沿天空走廊的壓力分析1.1煤體邊緣壓力區(qū)l采空區(qū)的集中壓力總影響范圍(包括卸載帶寬度)可達(dá)35～40m,其中壓力區(qū)峰值距煤體邊緣的距離L1=8～10m(相當(dāng)于塑性區(qū)),沿空送巷處于L1塑性區(qū)范圍內(nèi),見圖1。1.2冒落巷道的破壞由于頂板結(jié)構(gòu)面剪切、滑移、變形,處于塑性區(qū)內(nèi)的頂板巖層局部發(fā)生離層冒落的原因由現(xiàn)場觀測得到,巷道頂板塑性區(qū)內(nèi)的高應(yīng)力比原巖應(yīng)力增高1～2倍,其中頂?shù)装逡平俣?每天可達(dá)10mm以上,有時甚至20～30mm,使用礦工鋼支護(hù),棚梁也會發(fā)生變形,巷道極難維護(hù)。2錨桿加固和錨固方式采用高強預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)技術(shù),具有防止塑性區(qū)頂板破裂、巖石滑移,而且錨桿本身具有抗剪、銷釘?shù)淖饔?能有效防止頂板離層、冒落。根據(jù)錨桿支護(hù)設(shè)計依據(jù),采用錨桿掛金屬網(wǎng)配托梁的支護(hù)結(jié)構(gòu)。為安全起見,在巷道頂板中部每隔3.0m加設(shè)1根長6.0m的錨索,該錨索可錨固到頂板堅固巖層中去,以抑制塑性區(qū)的發(fā)展。(1)錨桿長度。錨桿長度應(yīng)大于滑動離層頂板的長度,取錨桿長度為2.0m,間排距800mm×800mm。(2)材質(zhì)為20MnSi,?18mm左旋無縱筋螺紋鋼錨桿。(3)每孔選用2個樹脂錨固劑,1個為CK2335,另1個為K2335。(4)鋼筋托梁長2.4m,寬0.2m,?16mm鋼筋,加強筋間距0.2m。(5)托盤250mm×250mm×10mm。(6)安裝工具為MOT-90型氣動錨桿(錨索)鉆機。2.2錨固的基礎(chǔ)兩幫支護(hù)設(shè)計采用?18mm×1800mm的螺紋鋼樹脂錨桿3根,配合菱形金屬網(wǎng),間排距700mm×700mm,每孔仍用2個樹脂錨固劑,1個為CK2335,另1個為K2335。錨固力為80kN,足以承受剪切力的破壞作用。支護(hù)設(shè)計見圖2。3原油壓力觀測從表中的數(shù)據(jù)可知,頂板和兩幫位移基本穩(wěn)定,頂板沒有離層。5掘進(jìn)效果顯改善根據(jù)井下現(xiàn)場監(jiān)測,試驗巷道采用螺紋鋼樹脂錨桿支護(hù)比原來的架棚支護(hù)有明顯改善,主要表現(xiàn)在:(1)徹底改變了前邊掘進(jìn),后路冒落維修的問題。(2)巷道頂板及兩幫整體性好,雖然頂板有一定的下沉量,但仍然保持完整、穩(wěn)定、支護(hù)狀態(tài)好。(3)錨桿支護(hù)后,頂板的安全程度有明顯提高。6錨桿支護(hù)的優(yōu)點(1)沿空送巷,改用錨桿支護(hù)后,巷道支護(hù)質(zhì)量得到很大改觀。(2)巷道經(jīng)受住動壓影響,變形量小,無冒頂、片幫現(xiàn)象發(fā)生。(3)采用樹脂錨桿支護(hù),承載快、錨固力大、位移少和可靠性強,錨桿錨固力可達(dá)80kN。(4)錨桿掛網(wǎng)配合鋼筋托梁作用,使錨桿受力狀態(tài)得以協(xié)調(diào)平衡,發(fā)揮了錨桿群共同承載作用,能與圍巖一起作用來提高圍巖承載能力,主動進(jìn)行支護(hù),有效抑制了圍巖的變形。(5)采用錨桿支護(hù)后,錨固范圍內(nèi)巖體的整體性得到加強,防止了頂板滑移,使頂板的松動離層受到抑制。(6)確定錨桿長度和間排距是支護(hù)的關(guān)鍵。(7)采用架棚支護(hù)斷面為8.0m2,加之頂板破碎下沉,巷道返修,既危險,勞動強度又大。采用錨桿支護(hù),工序簡單,施工容易,在同樣情況下,相對減少了巷道斷面,從而降低了勞動強度,減少巷道維修量。(8)采用錨桿支護(hù)后,可提高單進(jìn),月進(jìn)度由原來的80m提高到150m。(9)與同規(guī)格架鐵棚巷道比,每米節(jié)約材料費700元,綜合經(jīng)濟效益顯著。7巷道圍巖變形滴道煤礦在二采左四路11層沿空送巷支護(hù)試驗成功后,又將這一技術(shù)擴展到全礦,沿空送巷采用高強樹脂錨桿支護(hù)