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松帮泄压支护技术在27021运输巷掘进中的运用

(2016-05-30 13:40:56)

松帮泄压支护技术在27021运输巷掘进中的运用

  摘要:为了提高支架的抗侧压变形能力,本文从松帮泄压支护技术的角度进行阐述,同时对该技术的创新点、应用情况、效果评价等进行分析,进而在一定程度上为在运输巷掘进中应用松帮泄压支护技术提供参考依据。

  

  1 工程概况

  27021运输巷位于(河南能源焦煤公司中马村矿)27采区西翼上部,北为东大巷,南邻27041工作面采空区,西接25采区,东临27轨道上车场;该巷道主要担负工作面在回采时运煤、进风、行人任务。该工作面内地质构造简单,煤质较软,总体呈单斜构造。煤层产状为N46-58°E/SE∠12-15°,煤层呈粉末状和块状,黑色,厚度0.5-6.3m,变化较大。工作面上部煤层分叉,下部煤层合并,夹矸厚度0-16.8m,变化较大。该工作面水文地质条件较简单,L8灰岩厚11.3~12.5m,L8灰岩到二1煤底距离为30-40.6m,L8灰岩水压为0MPa,无突水威胁。预计掘进过程中,正常涌水量为0.1m3/min,最大涌水量0.2 m3/min。瓦斯情况:预计掘进时瓦斯绝对涌出量为0.3-0.6m3/min。

  2 项目背景

  ①煤巷掘进过程中,由于巷道侧压比较大,巷道严重变形,从工作面掘进施工到回采要进行3~5次的翻修,对于当月掘进的巷道,通常情况下会出现巷道底鼓、棚腿内移、支架扭斜等现象,进而在一定程度上导致巷道高、宽不足,进而使得运输和行人变的比较困难。巷道的变形一方面增加了维修费用,另一方面给矿井生产造成较大安全隐患。②为了降低巷道返修次数,保证生产安全进行,经矿领导、技术科和区队领导进行研究,最终决定在27021运输巷选择松帮让压技术运用到煤巷掘进中。

  3 实施内容

  ①巷道进行松帮卸压时,施工地点距掘进头不小于10m。②人工松帮卸压:对巷帮棚腿外移,煤体鼓出,荆棍变形折断处,人工由下向上逐棚使用长柄工具,除去鼓出巷帮煤体,刷帮深度距支架背部边缘100mm,松帮至柱头,松帮后对巷帮重新裱褙。③煤质较软或人工松帮易造成巷道片帮时,采取打钻孔卸压,打孔使用ZQS-60/2.0S风煤钻,卸压钻孔布置在工钢棚挡间,每棚由上向下布置3个水平卸压钻孔,上部及下部钻孔距顶、底板各200mm,钻孔直径:Φ42mm,孔深2m,钻孔间距1m。④为防止煤体片帮,增加煤体粘度,对卸压钻孔进行注水,待卸压钻孔周围煤体湿润,渗水时为止。

  4 创新点

  所谓松帮卸压就是一种支护技术,通常情况下就是将巷道周边围岩内的高应力转移到巷道围岩的深部,进而在一定程度上使高应力围岩转化为可支护的低地应力围岩,进而防止围岩变形。在松软煤层煤巷中,松动煤岩层的自重力和变形压力是巷道支护所承受的主要荷载,而松软煤巷变形压力主要通过扩容剪胀变形和塑性流变变形来显现的。通常情况下,剪胀一期体积应变需要达到最大变形值的50%-60%,而围岩处于剪胀一期时应让其压力得以释放。

  5 应用情况

  松帮泄压支护技术的作用,主要表现在:a扩大围岩的变形空间,进而在一定程度上让围岩的扩容流动变形有一定的自由空间,将变形能进行释放,进而减弱煤体对支架的荷载;b借助主动松帮的方式,在一定程度上削弱两帮浅部煤体与顶板之间的接触,进而向煤体深处移动巷道两帮高应力集中区,改善支架的受力状态,不断提高支架的稳定性;c:通过主动松帮使巷道两侧的集中高应力快速向煤体深部转移,减弱了巷道附近松软底板所受的高剪切应力,并缩短了应力作用时间,减少巷道底鼓量。

  6 效果评价

  松帮卸压支护技术的应用,一方面方便了巷道维修,避免了巷道变形对巷道掘进面掘进的困扰,另一方面提高了支护质量,降低了松帮让压单次维护费用。

  目前,在我矿掘进、回采工作面中,松软煤层掘进工作面松帮让压支护工艺已经得到推广和使用,巷道维修人工工资每月节约5万元,如果加上支护材料,维修费用每月可节约10万元,为解决巷道受压变形和实现快速掘进提供了保证。

  
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