摘要:以刘庄煤矿三面采空孤岛工作面胶带顺槽工程地质条件为背景,开展了120502胶带顺槽断面与支护设计及掘进技术研究。120502胶带顺槽断面设计为直墙三心拱断面,采用综掘机掘进,严格按照中腰线施工。支护方式:锚网索+点柱支护,肩窝用双层锚网或锚网+菱形网支护,根据锚索生根岩性,及时变更锚索长度,确保锚索生根在稳定岩层中。
关键词:胶带顺槽;孤岛工作面;锚网索支护;掘进
1 工程概况
刘庄煤矿120502胶带顺槽位于1205采区,西起5煤采区第二中部车场,东至120502工作面切眼,南临120503工作面采空区,北近120601胶带顺槽及工作面采空区、120502轨道顺槽。
120502胶带顺槽顶底板条件如下:
老顶:细砂岩,成分以石英为主,次为长石及暗色矿物,局部含泥质包体,泥质胶结。
直接顶:泥岩,致密,底部富含植化碎片,上部含少量砂质成分。平均厚度为8.5m。
直接底:泥岩,致密,含炭质薄膜。平均厚度为1.5m。
2 胶带顺槽设计与要求
2.1 胶带顺槽断面设计
2.1.1 胶带顺槽工程量
120502胶带顺槽自原停头位置以方位角85°施工26.975m,再以方位角100°施工17.387m,最后以方位角85°施工1043.7m至设计切眼位置,设计全长1088.1m。
2.1.2 巷道设计断面
120502胶带顺槽44断面、44断面均为直墙三心拱断面,巷帮钻场为直墙平顶断面。
44断面、44断面:掘宽6000mm,掘高4300mm,掘进断面23.82m2,其中墙高2267mm。净宽5800mm,净高4200mm,净断面21.98m2。
2.2 支护设计
120502胶带顺槽采用锚网索+点柱支护,两肩窝用双层锚网或锚网+菱形网支护,钻场、信号硐室采用锚网索支护,避难硐室采用锚网索喷支护。
支护参数如下:锚杆长度均为2.5m,间排距除44断面、44断面两肩窝采用400×800mm加密支护外,其余间排距均为800×800mm,其中:44断面、44断面每排21根;信号硐室每排10根;巷帮钻场每排15根;避难硐室每排15根。
设计锚索长度9.2m,垂直巷道圆弧的切线布置安装。其中44断面、44断面间排距1000×1200mm,每排7根。
3 胶带顺槽掘进方法与工艺
3.1 胶带顺槽掘进方法
3.1.1 施工方法
120502胶带顺槽采用综掘机掘进,严格按照测量部门施放中腰线施工。跟5煤顶板掘进时,正常情况下,破顶量控制在0.5m~1.0m;若遇地质构造时,可根据现场情况做适当调整。
3.1.2 施工中的特殊技术要求
(1)120502胶带顺槽自原停头位置向东施工,跟上5煤煤层顶板后沿煤层施工,掘进期间将受若干个断层影响,需提前编制专项安全技术措施。
(2)施工过程中严格控制变坡点,变方位段巷道起、始点位置,确保巷道符合后期皮带机安装及运料系统的需要。
3.1.3 巷道施工要求
(1)巷道净宽允许误差为巷道中心线至任一帮距离偏差0~100mm;净高允许误差:变坡点之前有腰线段为腰线至顶、底板距离偏差0~100mm,无腰线段顶、底板距离偏差-50~200mm,巷道成型规整。煤巷、半煤岩巷道超(欠)挖不超过3处。
(2)巷道掘进坡度的偏差不得超过1‰。
3.2 胶带顺槽掘进作業
3.2.1 综掘机掘进
采用风镐辅助综掘机掘进,皮带机出货。44断面、44断面正顶每排施工5根锚杆后,撤除临时点柱,再将上述断面肩窝处锚杆支护齐,将拱顶锚杆支护不少于11根后,综掘机进行刹底出货。迎头后方的帮部支护及锚索支护可与上述工序同时进行,但支护帮部人员必须注意前方,防止肩窝掉煤(矸)伤人。
3.2.2 工艺流程
安全检查→延皮带机→综掘机截割、出货→安全检查(确认安全)→临时支护→打顶板、帮部锚杆→综掘机进行刹底出货(安全检查贯穿作业全过程)。
3.2.3 循环进尺
采用综掘机掘进,顶板完好时循环进尺1.6m,最大空顶距1.8m;顶板破碎时循环进尺0.8m,最大空顶距1.0m。风镐掘进时循环进尺0.8m,最大空顶距为1.0m。
3.2.4 综掘机炮头截割方法
顶板岩性好时,沿巷道中心线分四步截割,第一步截割中线左帮,第一刀从下向上沿“S”形路线来回截割,第二步截割中线右帮,方法同上,第三步从上向下刷直左巷帮,第四步从上向下刷直右巷帮,然后将底板扫平。当顶板破碎时,应从巷道顶部向下截割,拱部截割完毕后及时对顶板进行支护,然后再向下截割,具体截割路线。
4 结语
120502胶带顺槽支护方式设计为锚网索+点柱支护,两肩窝用双层锚网或锚网+菱形网支护,根据锚索生根岩性,及时变更锚索长度,确保锚索生根在稳定岩层中,必要时及时采取补打锚索等加强支护措施。工程实践表明,采用锚网索+点柱支护,120502胶带顺槽变形小,巷道稳定性较好。
参考文献:
[1]周中平,张承冉,王东亮.注浆锚索在半孤岛工作面两巷超前支护中的应用[J].内蒙古煤炭经济,2019(16):8384.
[2]郭爱萍.中空注浆锚索在孤岛工作面中的应用[J].山西冶金,2019,42(03):123124.
[3]安清彪.孤岛工作面矿压显现规律研究[J].石化技术,2019,26(03):168.
作者简介:柏跃杨(1985—),男,安徽淮南人,工程师,主要从事煤矿安全生产与技术管理工作。