全锚索支护技术在厚煤采空侧巷道中试验研究.pdf

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1、2013年第38卷第1期能源技术与管理V01．38No．1EnergyTechnologyandManagement55doi：10．3969／j．issn．1672—9943．2013．01_022全锚索支护技术在厚煤采空侧巷道中试验研究王玉禄(阳泉煤业(集团)有限责任公司采矿研究所，山西阳泉045000)[摘要]阳煤集团新景煤矿80104工作面开采15煤层，煤层平均厚6．52m，采用综采放顶煤开采工艺。该工作面回风巷毗邻采空区，巷道沿底掘进，其顶煤松软破碎且应力高，采用传统的锚网索支护方式因锚杆预应力保持性能差，易导致巷道变形剧烈，严重影响综放工作面的正常推进。通过采用顶板全锚

2、索支护技术，利用短锚索的高预应力加固性能和长锚索的优良悬吊功能，配合M钢带和金属网，取得了较好的巷道支护效果，为综放工作面实现高产高效创造了条件。[关键词]回采巷道；采空区；全锚索支护；锚网索支护；预应力[中图分类号]TD353[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2013)01-0055-03工作面巷道布置如图1所示。1概况碴：“l耸#、阳煤集团新景煤矿丈八一采区开采15煤中条带皮带两大巷；．层。该煤层为优质无烟煤，赋存较稳定，煤层平均15煤话皮带巷I厚6．52m，结构较复杂(含23层夹石)，内生裂隙丈八一区南回风巷l中等发育。15煤层直接顶为平均厚0．48m的灰jL8

3、01o4措施巷：，]．’、。l固l、黑色泥岩，基本顶为厚9m的深灰色石灰岩(夹2～3层泥岩)，底板为灰黑色砂质泥岩。由于煤层采厚大，采用综采放顶煤开采工艺，蠢匿警薛其回采巷道均沿煤层底板掘进。在以往15煤层开采过程中，其回采巷道一般采用“锚一带一网+锚索”的组合支护形式，但ll{I．▲801{)4lIlI仍出现顶板明显下沉、两帮鼓起、巷道变形较大的△q现象。根据相邻矿井调研发现，在回采巷道处于沿==U：空侧的条件下，传统的锚网索支护方式巷道变形大，回风巷断面满足不了正常行人和通风要求，必图1工作面巷道布置须采取跟踪超前维修措施，严重影响了综放工作2试验巷道特点及全锚索支护性能分析面

4、的正常推进。80104工作面回风巷是新景煤矿第一条邻采由于15煤层回采巷道掘进高度2．8m左右，空区的巷道。该面西邻80105工作面采空区，东为该巷道顶板自下而上分别为3．72m左右的顶煤、设计的80103工作面(实体煤)，工作面推进(走0．48m的泥岩和9m厚的厚层石灰岩。由于巷道向)长660m，面长160m，煤层倾角30~10。。该工顶煤受到相邻工作面的采动影响，使得原本裂隙作面配备ZFSB4000—17／28型放顶煤液压支架和发育的巷道顶煤变得更加破碎，采用锚杆支护时MGTY一300／700型双滚筒采煤机，采用一次采全锚固端锚固性能差，其预应力损失大以致完全丧高综采放顶煤开采

5、工艺。失。另外，由于锚索预应力大且保持性能好，易加为探索15煤层沿空侧回采巷道科学有效的剧锚索附近的锚杆预应力损失更加严重，进而造支护技术和方法，新景煤矿在80104工作面回风成顶板离层发育，锚索受力增大甚至超过其抗拉巷进行了全锚索支护技术工业性试验研究，取得强度而破断，影响巷道使用安全。了满意的效果。锚杆预应力是巷道支护的重要参数，其预应2013年2月56王玉禄全锚索支护技术在厚煤采空侧巷道中试验研究Feb．。2013力保挣陛能至关重要『1-2]。针对新景煤矿l5煤层采空侧巷道的顶板结构分析，采用锚杆支护时锚杆达不到或不能保持设计的预应力，且锚杆有效长度上部的顶煤及泥岩软弱层易产

6、生离层，难以真正达到锚杆的支护作用。依据矿压理论，结合新景煤矿邻采空区回风巷道矿压显现特点分析认为，在“锚杆、M钢带、网(b)平面图+锚索”组合支护条件下由于锚索支护密度较小，图2巷道支护方案断面图和平面图锚索主要发挥悬吊作用；当锚索达到一定的支护密度后，锚索拥有锚杆的加固性能(提供预应力)4巷道施工和锚索悬吊作用的双重功能，能有效地抑制煤体综掘机割一排后，使截割头落地，断开掘进机之间及煤体与岩石界面之间的离层，提高了巷道上的电源开关和磁力启动器的隔离开关，敲帮问顶煤的自承能力]。此时高密度锚索能给顶板提顶，处理活煤活矸后，吊联经纬网；然后将M钢带供较高的初撑力，消除或减少支护范围

7、内的顶板放置在截割头枕木上，左右各一人手持长柄工具离层，同时具有安全保护、防止冒顶的综合效能]。扶助钢带，升起截割头挑起钢带、经纬网，使钢带3巷道支护形式与参数的确定接顶，然后闭锁油泵电机，在M刚带两端400～500mm处支设2根金属支柱作为临时支护，人员试验巷道断面形状为矩形，掘进高度2．8m，在临时支护下施工和安装锚索。掘进宽度4m，全锚索支护的参数选择必须保证在锚索施工过程中，坚持对顶煤厚度和顶板巷道的支护效果，同时兼顾降低支护费用，提高施岩性进行探查和记录，为