深井回采巷道中的锚、网、带支护技术.pdf

夯战 晨 舛技 2 0 0 5 年 第1 期 深井回采巷道 中的锚 、 网、 带支护技术 山东省新泰 市高佐煤矿孙美华袁久丁 关键词 回采巷道松动圈 梯形棚 锚网带支护 高佐煤矿 1 9 8 6 年 4 月正式投产 ， 目前主要生产巷道大多 埋深在 5 3 0 m一 6 0 0 m之间， 将来最深可达 7 0 0 m以上 。随着巷 道埋深 的增加 ， 同种岩层会呈现与浅部不同的特征。有的学 者提出 c r I -I ／ R 0 ． 3 0 ． 5 ， 巷道 围岩要进 入软岩范畴 ， 会呈现大低压难维护局面。 高佐煤矿井巷支护方式很多， 如料石砌碹 、 锚喷支护 、 锚 网带支护 、 工字钢梯形棚支护、 木支护 、 工字钢梯形棚加锚网 喷支护等 。但从总体支护效果来看， 尤其是采准巷道 ， 破坏 严重 ， 严重影响了矿井 的正常生产。其原 因， 主要是 目前的 支护方式与参数不能适应变形要求。 1 工作面地质条件 3 4 0 3 工作面基本顶 为中细砂岩 ， 平均厚度 1 1 ． 4 m； 直接 顶为砂质泥岩 ， 厚 0 5 ． 2 m， 平均 2 ． 3 m； 底板 为粉 细砂 岩， 平 均厚 度 3 ． 5 m ； 顶 底板岩性 如图 1 所 示。该面 4 煤 平均厚度 2 ． 6 m ， 煤层稳定 ， 结构简单 ， 硬度中等 ， 煤层倾角 3 0 。 岩性 柱 状 厚 度 m 煤 岩特征 中粒砂 岩 l 1 4 深灰色到浅灰色 细、粒砂 2 3 深灰色 页岩互层 有时含植物化石 四煤 2 ． 6 煤层结构简单 粉 砂岩 3 ． 5 灰色 图 1 煤层顶底板综合柱状图 该工作面切眼长 7 5 m 。为减少巷道 的维护费用 ， 采用沿 空送巷 ， 如图 2 所示。图中虚线表示未开掘巷道。工作面采 用倾斜长壁采煤法 ， 爆破落煤 ， 三班作业 ， 边采煤边准备。 二 鋈 二 二 二 二 二 二 二] [二二 - 二 5 4 5 _ ] 0 I 图2 回采工作面布置 图 2 松动圈测试 综合考虑巷道 围岩性质 、 时间效应 、 深度和采动影响等 因素， 分别 在 0水平绞 车房 绕道 、 一1 5 0水平 车场 附近、 一 2 3 o 7 k平人车车场平 台、 一3 8 0副下 山中部 一3 4 O水平 处、 一 3 8 0 主下山车场 、 一 5 3 0 绕道与车场交 岔点处、 一 5 3 0主下 山 开 口处 、 一 5 3 0主下山掘进头附近 、 3 2 0 4 运输石门各设一个测 站 ， 在 3 2 0 4 溜子道 内距工 作面 1 5 m和大于 3 0 m处各设一个 测站。 根据所测数据做出直方 图， 图 3 所示松动 圈厚度大多在 1 ． 0 m左右 占2 5 ％ ， 最大为 1 ． 6 m ， 各种类型厚度所 占比例基 本呈正态分 布。而测得 松动圈为 1 ． 6 m的巷 道仅 限于 3 2 0 4 溜子道， 此处巷道经历了一次翻修 ， 且煤壁 已被压酥 ， 由此可 以看出 ， 回采顺槽刚刚掘出后 ， 其松动圈范围不会超过1 ． 6 m 。 o o 7 o． 9 I o 1 ．75 l 5 l 7 ～／m 图 3 松动圈厚度分布直方图 3 回采巷道支护方案 高佐煤矿井下回采巷道 的破坏主要受沿倾斜的支 承压 力和沿走向随采煤工作面推进 而移动 的动压影响。破坏 的 典型特征是， 两帮煤壁被压酥 ， 两帮 内移， 造成木支架顶梁折 断 、 棚腿折断， 顶板下沉 ， 底板底臌 。主要原因是木支架和金 属棚支架本身支护能力较弱 ， 又不可缩， 所 以这两 种支护方 式都不适应现有条件。而锚 网带支护可 以使被动支护转 为 主动支护 ， 提高围岩强度， 比较适合此围岩条件。 3 4 0 1 面回风巷破坏严重还有一个重要原因 ， 该巷道位于 韩庄矿已采区下方 1 5 2 0 m的煤柱 内， 这正好处于支承压力 高峰区下方。根据 已有经验 ， 区段巷道选在距上区段采空区 4 m的位 置， 即 4 m小煤柱 以隔离采空 区， 再利用锚 网带支护 技术加固此小煤柱 ， 这样既可以使区段巷道避开上区段采空 区形成的支承压力的影响， 又可 隔离采空 区， 对支 护和预 防 自燃都有利 。 下转第2 8页 维普资讯 东 j i ； 甜技 2 0 0 5 年 第1 期 进入分级 筛 进行 分 级。分 级 筛分 为 单层 筛 ， 筛 孔尺 寸 为 O I m l l ， 处理量为 6 0 0 t ／ h 。分级后 ， 5 O 咖 筛上物 由块煤返回带式输送机运回筛分选矸 车间进行手选 ， 二者返 回原筛分选矸车间的目的是充分利用原系统 ， 减少投资。原 媒如果是水分大 、 难处理的次煤 ， 就经过分岔溜槽进 入 1 2 m 层的两台破碎机进行破碎， 粒度控制在 2 0 m m以下， 再经次煤 上仓带式输送机进入次煤仓储存， 根据用户的要求进行配煤 销售 ， 新增次煤仓 1 2 m， 容量 1 5 0 0 t 。仓下设有一条次煤转载 带式输送机， 运输能力 l X O t ／ h 。 筛分选矸车间原有的两台双层分级筛改造为 l O r t m a 分级 的单层筛 ， 5 0 m m原煤分级 后， 5 0 m m块煤返 回筛分选矸车间后经分岔溜 槽进入两条 手选皮带进行 手选 ， 其 他流程 与原 流程完全相 同。 对 于干选车间， 本次改造增加一套原来 预留的设 备 ， 提 高干选车间的生产能力。由于风选后尾煤发热量较高 ， 为充 分利用资源， 本次设计对尾煤的运输、 储存进行改造 ， 将其混 入次煤 。将层煤转载输送机延长到 1 转载点 ， 尾煤转载后 经矸石 1 、 2 转载带式输送机 ， 进入破碎楼 6 ． 3 m层其 中的 一 台破碎机进行破碎 ， 破碎后即可进次煤仓储存 。 由于煤矿的特殊情况 ， 对于主井提升的脏 、 杂煤， 在新建 破碎楼 2 2 ． 8 m层破碎机之前进行分流另行处理 ， 使其不进筛 分系统 ， 避免造成事故。 在块煤仓下一台给煤机前加一破碎机， 便于配煤， 根据 需要 调整煤炭质量。 2 ． 2 改造方案特点 1 整体布局紧凑， 充分利用原系统 ， 占地 面积小 ， 投 资 少； 2 系统灵活 ， 便于根据需求进行产 品结构调整； 3 产品 集中在一个功能分区， 便于销售 。 3 地面生产 系统改造的效果 I 整个地面生产系统的能力由 I ． 8 M t ／ a提高到了 3． O Mt ／ a 。 2 增加了次煤品种。专门设计了次煤生产线， 建设了 次煤仓储运输系统， 实现了风选尾煤与手选矸石分开储存， 风选尾煤经过加工后作为次煤产品销售， 提高了经济效益， 建设了次煤仓， 增加了地面生产系统的仓储能力。 3 生产系统流畅、 系统灵活性增加。安装 了原煤破碎 装置 ， 解决了大块堵塞 系统影响生产 的问题 ， 并且具有煤矸 分离作用 ； 建设了破碎楼 ， 根据煤质情况确定生产工艺 ， 有利 于煤炭品种的调整。 4 干选系统能力增强 ， 煤质有所提高。安装 了风选设 备 ， 风选能力增加， 彻底解决 了入选原煤分流问题。 5 整个地面生 产系统 的设备 全部实现 了 P L C集 中控 制 ， 提高了生产系统的 自动化水平。 4 地面生产 系统改造后存在的问题 由于梁家煤矿的煤种属褐煤 ， 不宜水洗 ， 且受风选设 备 人选粒度要求的制约 ， 无法实现块煤的风选。因此对于块煤 的机械排矸问题本次改造没有解决。其次 ， 对于脏杂煤 ， 虽 然已从系统中分流出来 ， 但未找到行之有效 的处理方法。 由于梁家煤矿的原煤采用风选 ， 车间、 栈桥 等处 粉尘较 大 ， 施工图设计中的防尘未得到充分重视。 作者简介石海明男 ， 1 9 7 4年生 ， 1 9 9 8年毕业于中国矿业 大学矿物加工工程专业 ， 学士学位。现在煤炭工业部济南设 计研究院从事选煤厂设计工作 ， 工程师。 上接第 2 6页 4 支护参数设计 4 ． 1 巷道断面形状 的选择 根据煤层赋存情况和施工方便及 目前 习惯做法并满足 运输和通风需要 ， 还考虑到采煤过 程中两巷便 于维护 ， 选用 宽 2 ． 2 m ， 巷道下帮 1 ． 8 m， 直墙 ， 梯断面 ， 见图 4 。 4 ． 2 参数设计 1 锚杆长度与直径 锚杆长度可按下式计算 LI 1十 式中 I 1 锚杆外露长度 ， 对于端锚锚杆 ， 一般取 I 1 0 ． 1 5 m； 一 锚杆有效长度 ， r ltl ； 【 e 一锚杆锚固段长度 ， 一般 【 e 0 ． 3 ～ 0 ． 4 m 。 C C 图4 煤层巷道锚网带支护 图 维普资讯 2 0 0 5 年 第1 期 东 谯晨 钟技 2 9 矿 井 水 文 地 质 信 息 管 理 系 统 研 制 山东科技大学济南校 区胡莹 兖 矿 集 团 南 屯 煤 矿狄利娟 张国信谢业 良 摘要 该文针对矿井水文地质信息 内容繁多， 数据量大 的特点， 介绍 了水文地质 数据 的分类和 系统 的主要模块 内容与特 点， 重点论述 了系统设计、 系统接 口、 数据流图和 系统结构， 从而使矿井水文地质信息管理工作更加科学化、 系统化、 规 范化。 关键词水文地质信息 数据库 水文地质信息包含的内容繁多， 既有钻孔资料又有实测 资料 ， 处理信息的方法也 是多种多样 ， 随着计算机技术的广 泛应用 ， 处理水文地质信息的思路和方法也在不断更新和提 高。 1 编程语言选择与数据分类 1 ． 1 编程语言选择 对于具体矿井而言， 自投产以来的水文地质资料数据庞 大， 要对这些数据和 以后产生的新据进行管理 ， 只能利用功 能强大的数据库管理 语言来 实施 。选用新一代关系型数据 库语言 F o x p r o 2 ． 6 f o r Wi n d o w s ， 它 是具有基于中文 Wi n d o w s平 台的开发环境 ， 可 以充分利用 Wi n d o w s 本身提供 的丰富资源 和实用的用户界面 ； 另外 F o x p r o 数据管理语言的数据管理 能 力强、 运 行 速度 快 ， 同时 可 以实 现 无线 按 钮 R A D I O B U T - T O N 、 复 选 框 C H E C K B O X 、 下 拉 菜 单 F O P 、 滚 动 器 S C S t O O L 等方便实用 的用户操作工具。 1 ． 2 数据分类 根据水文 地质数据 的特 点， 对所有数 据进行 了综合 整 理 、 归类 ， 按照其本身性质和用途的划分 为七大类 矿井涌水 量数据、 井上下钻孔数据 、 开采面积数据 、 防治水 数据 、 水质 数据 、 供水情况数据 、 气象及其他资料数据。根据每类数据 的特点 ， 进行数据库设计。 2 系统设计 2 ． 1 系统设计过程 系统设计工作分为四个阶段 需求分析 、 概念设计、 逻辑 设计和物理设计。设计流程如图 1 所示。 2 ． 1 ． 1 需求分析 需求分析 的任务就是通过对现行水文地质信息系统的 分析， 导出现行水文地质信息数据管理系统的信息需求和应 用要求 ， 定义数据项 、 数据项之间的关系和应用任务。 目 标系统是一个使用计算机的系统。而不应该完 全模 拟现行系统 ， 它 的功能应该 比现行系统更强。此外 ， 还要确 定系统的人机界面， 即哪些功能交给计算机去做 ， 哪些功能 由人工完成。如基本数据采集仍须 由人来完成。在 此基础 上得出系统的逻辑模型。 2 ． 1 ． 2 概念设计 概念设计是以需求分析中所产生的数据项及其任务为 基础 ， 通过局部分析和全局分析， 建立 E _ ～ R 实体一联 系 模 型 ， 形成可以在数据库管理系统中实现的高级概念模型。 2 ． 1 ． 3 逻辑设计 根据需求分析产生 的数据操作需求和概念设计产生的 根据上式并考虑 目前井下广泛采 用锚杆长度为 1 ． 6 m ， 暂定 L为 1 ． 6 m 。锚杆直径也选用 目前井下使用 的 1 6 m m 。 2 锚杆间、 排距 根据锚杆悬吊作用理论 ， 锚杆间距为 a √ √ 1 2 0 伽 式 中 Q 目 锚 固力 ， 树脂药卷 7 0 0 0 k g ／ 块 ； 卜 安全系数 ， 取 1 ． 5 ； I 悬 吊岩层厚度 ， c ； 广 悬吊岩层容重 ， k c n 。 根据巷道实有尺寸 ， 巷道两帮锚杆间距 7 0 0 ～8 0 0 ra m， 顶 板锚杆间距 1 0 0 0 n u n ， 锚杆排距均取 8 0 0 m m。 3 金属网规格选用 1 0 舟镀锌铁丝菱形 网， 规格 2 ． 0 m X 1 ． O r ． ， 网孔 7 0X 7 0 。 4 托盘选用 目前井下使用的铸铁托盘。 4 ． 3 锚杆安装工艺 按照施工图打好锚杆 眼， 每孔 1 卷树脂药卷 按要求装 入 将锚杆旋入 ， 再挂网， 安装钢带 、 托盘 、 螺母 ， 拧紧即可 。 5 结论 高佐煤矿锚 网带支护试验已经完成七个月。 目前 ， 其支 护效果已明显表现 出来。在 3 4 0 3 运输平巷试验段 ， 随着工 作面的推进 ， 巷道基本没有变形 ， 而仍采用 传统木支架和工 字钢梯形棚联合支 护的巷道破坏 十分严重。这充分说 明了 锚 网带支护在 3 4 0 3工作面运输平巷支护效果是显著的。 作者简介孙美华男， 高佐煤矿总工程师。 维普资讯