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1、收稿日期:2007-01-02 作者简介:史稣旭(1971-),男,山西潞城人,助理工程师,现在潞安集团屯留煤矿从事技术管理工作。顺槽支护设计和综掘过断层技术史稣旭,张海峰(潞安集团屯留煤矿,山西长治 046100) 摘 要:结合屯留煤矿S1201工作面煤层赋存特点,文章对工作面顺槽进行了综掘工艺设计,介绍了综掘过断层的施工技术,保证了施工安全,提高了劳动效率,并对施工过程中出现的问题进行了分析总结,可为类似工程借鉴。 关键词:工作面顺槽;综掘;断层 中图分类号:TD353+16 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2008)03200272031
2、问题的提出屯留煤矿是潞安集团年设计生产能力800万t/a的特大型矿井,2002年9月30日正式开工建设。矿井采用立井开拓方式,共布置5个井筒。采煤方法为大采高综采放顶煤采煤方法,采用综合机械化掘进。综掘具有单进高、进尺快,巷道成型好、易维护,安全和经济效益显著等优点,但如何在地质条件复杂、断层发育等特殊条件下实现快速掘进,这为生产管理者提出了课题。回采巷道掘进时的施页脚工方法、措施对快速掘进起着重要作用,对掘进施工管理和安全回采也有一定的影响。2 工程概况S1201工作面位于南一采区西北部,西有南翼回风大巷、南翼轨道大巷、南翼胶带大巷、南翼进风大巷与本工作面相通;南临S1
3、202工作面(未采);北面有X26、X35陷落柱构造;东面为未采区。该工作面主采3号煤层,该煤层赋存于二叠系山西组地层中下部,3号煤底板标高+450m～+515m,平均标高+48215m,平均埋深46016m,为陆相湖泊沉积,煤层厚度较为稳定,不含夹矸。根据三维地震勘探和瞬变电磁勘探资料,S1201工作面共揭露3条断层,最大断距10m,最小断距017m,断层具体情况见表1。表1 S1201工作面揭露断层情况表构造名称存在位置预计大小或影响程度F12断层瓦排巷北侧可能尖灭至瓦排或辅助切眼F65断层回风顺槽(已揭露)落差017mF66断层工作面西北部落差10m3 巷道断面及支
4、护设计311 巷道断面根据S1201工作面煤层赋存条件、顶板岩层结构、围岩节理裂隙发育等具体地质情况,在保证运输、通风等生页脚产需求的前提下,兼顾巷道断面利用率和减小巷道动压影响,确定带式输送机顺槽和回风顺槽均沿煤层底板掘进,采用矩形断面,掘进宽度418m,掘进高度312m,掘进断面15136m2,净宽416m,净高311m,净断面14126m2。断面图见图1。图1 巷道断面图(单位:mm)312 支护设计顺槽采用锚梁网加锚索支护形式。顶部为5根Φ22mm×2400mm高强螺纹钢锚杆,托板为150mm×150mm×10mm碟形托板,每根锚杆采用一支K2335树脂药卷和一支
5、Z2360树脂药卷锚固。锚杆间、排距均为1000mm,两边顶角锚杆与顶板夹角为70°;两帮为4根Φ22×2400mm高强螺纹钢锚杆,每根锚杆采用1支Z2360树脂药卷锚固,锚杆托板为150mm×150mm×10mm碟形托板。锚杆排距为1000mm,间距为850mm,顶帮锚杆距顶板250mm成20°仰角打设,底帮锚杆距底板400mm成90°角打设。顶部采用W钢带支护,规格为W280×4×4700-5-1100,帮部钢筋托梁规格为Φ14mm×80mm×2800mm。顶、帮网为10#铅丝编制成经纬网,网格为50mm×50mm,顶网为5200mm×1200mm片网,帮网为3200
6、×1200mm。顶(帮)网长边搭接100mm、短边对接,16#网丝27页脚 2008年第3期 煤 炭 工 程 施工技术 双丝双扣、孔孔相连。顶部布置两排锚索,布置方式为双排纵向迈步,锚索规格Φ18196×6300mm,锚索排距212m,间距116m,采用一支Z2360树脂药卷加两支K2335树脂药卷锚固。313 校验支护参数下对支护参数进行校验:1)锚杆长度:顶锚杆通过悬吊作用,达到支护效果的条件,应满足:L>L1+L2+L3式中 L———锚杆长度,mm; L1———锚杆外露长度(钢带厚度+托盘厚度+螺母厚度+10mm～50mm),此处取5
7、0mm; L2———锚杆有效长度(顶锚杆取免压拱高b),mm; L3———锚杆锚固长度,取600mm。普氏免压拱高b=[B/2+Htan(45°-w/2]/f顶式中 B、H———掘进巷道的宽度和高度,m; f顶———顶板岩石普氏系数,取3; w———两帮岩石的内摩擦角,w取63143°(查表得)。计算得L2=b=1577mm页脚经计算锚杆长度:L>50+1577+600=2227mm(取2400mm)2)锚杆排距:a≤(Q/kγL2)1/2式中 a———锚杆排距; Q———锚杆锚固力,取49kN; K———安全系数,取2; γ
