锚索梁支护在112201工作面的应用

2022-09-11

梅花井煤矿位于鸳鸯湖矿区, 该井田位于宁夏回族自治区灵武市以东33km处, 行政区划属灵武市宁东镇管辖。地理坐标位于东经106°40′22″至106°46′53″, 北纬37°58′20″至38°04′21″之间。含煤地层延安组平均厚299.21m, 共含煤22层, 其中可采煤层17层, 不可采煤层5层。可采煤层平均总厚28.19m, 可采含煤系数9.42%。2及2-2、4-1、6及6-1、10及10-1、12、18煤为井田内主要可采煤层。井田内煤层主要为低、低中灰分、特低~低中硫、特低、低磷、高热值、不具粘结性;二氧化碳的反应性好, 热稳定性好, 可磨性中等, 结渣性属弱到中等结渣性;灰熔点低;可选性为易选和中等易选煤。该矿井112201工作面走向长5公里、工作面长260m, 三条顺槽 (回风巷、运输巷、辅助运输巷) 内使用了锚索梁支护工艺。

1 锚索梁支护在112201工作面的应用

锚索梁支护关键要做好锚杆锚固力和组合梁的紧固工作, 锚固力是的锚索梁支护的关键因素, 是锚杆锚固体同锚杆孔壁摩擦或胶结产生的。锚固力就是锚杆的支护能力, 测试的锚固力, 就确定了锚杆支护的能力大小。在锚杆支护系统中, 锚杆是支护的主体。但是在有些情况下, 如在软弱破碎围岩中, 锚杆尚未达到其锚固能力, 围岩已严重变形破坏, 导致锚杆锚空失效;可见, 单靠锚杆的作用并不能控制围岩变形而使巷道达到长期稳定, 而需要采用托板、金属网和钢带等护表构件。在宁夏煤业集团公司宁东矿区的矿井中, 绝大多数锚杆都带有托板, 但是, 多数巷道很少使用锚索梁支护。梅花井煤矿首先推广使用锚索梁组合支护。

112201工作面机巷掘进断面为13.5m2, 风巷掘进断面为12m2, 切眼断面为21m2, 掘进煤层为二2煤, 煤层厚度为1.82m~4.19m, 平均厚度为3.25m, 属中硬煤层, 坚硬系数为2.0。煤层的伪顶为灰色的泥岩。112201工作面三条巷及切眼均采用锚索梁组合支护, 巷道顶锚杆布置间、排距为800×800mm, 使用Φ20×2500mm左旋无纵肋螺纹钢锚杆, 2节Z2370树脂药卷锚固, 采用矩形布置。巷道帮锚杆布置间、排距为700×800mm, 使用Φ1 6×1 6 0 0 m m圆钢锚杆, 端头麻花长度300mm, 1节Z2370树脂药卷锚固, 采用矩形布置。巷道锚索采用单点锚索及锚索梁联合布置形式, 单点锚索一套为一排, 排距为3000mm, 400mm长的14#槽钢托梁;锚索梁支护由三套锚索及3.6m长的14#槽钢托梁组合成一排, 排距3.0m。一排两套的单点锚索布设在3.6m长的相邻锚索梁之间 (即单点锚索与锚索梁支护的排距为1.5m) , 锚索均使用Ф17.8×5500mm的钢绞线锚索, 3节Z2370树脂药卷锚固。巷道顶部铺设塑钢网和金属网。塑钢网位于金属网之上, 防止顶板破碎, 局部漏顶。经施工过程抽查, 全部符合设计要求, 起到了应有的支护效果。

1.1 锚索梁组合支护的施工工序

(1) 工序:掘进机掘出断面—向后退掘进机 (5m以外) —敲帮问顶—粗联网、架梁—临时支护—打中部锚杆孔、安装锚杆—由中向两侧安装锚杆—挂帮网、打设两帮锚杆—质量验收。

(2) 说明:待掘进机掘出巷道断面后 (循环进度以锚杆排距为准) , 然后向后退掘进机 (退后不少于5m) , 切断掘进机电源.然后人员进入工作面进行敲帮问顶工作, 将悬浮煤块撬掉, 再粗联网, 上钢带、穿前探梁或打单体带帽点柱进行临时支护, 临时支护结束, 用锚杆钻机将钻杆穿过W钢带中孔和网孔, 在顶煤上打中间钻孔, 打完孔后, 清孔, 先放置一支CK2535的树脂药卷, 后放置一支Z2370的树脂药药卷, 插入装好托板和螺母的锚杆, 锚杆外端通过连接套与钻机连接, 升起钻机将树脂药卷推入孔底, 搅拌20s后停机30s降下钻机, 上紧螺母, 顶锚杆按中间向两侧安装。顶板支护完后, 挂帮网、打设帮锚杆, 打帮锚杆采用煤电钻和专用麻花钻杆打孔, 钻孔直径为28mm, 钻孔打完后清孔, 将树脂药卷用锚杆推入孔底, 搅拌20s~30s, 一分钟后上木托板和铁托板, 压紧网, 上紧螺母。