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安全管理文书破碎顶板巷道超前支护的实践与认识日期: 单位: 破碎顶板巷道超前支护的实践与认识1前言孙村煤矿开采深度达到-1100m水平,距地面的垂直距离为1300m井田内断层比较发育,共有主要断层26条(落差10〜450m),大中型断层19条,均为正断层,倾角45°〜80°,一般65°〜70°。断层走向有NWNE近SN以NE向为主。断层发育以高角度正断层为主,岩性较差,部分煤层的顶底板为破碎的软岩,在四层底板及八层附近是破碎的泥岩;另外,随着深度增加,断层条数增多,落差增大,断裂构造越加复杂。由于受深部地应力、矿压的影响,在穿层掘进、断层、破碎带、复合顶板及煤柱周围,煤岩体破碎压力大,掘进施工期间由于煤岩体松动破碎,顶板易掉顶、片帮,难以再进行锚杆支护,漏顶处需进行穿顶,过后需复棚,施工难度大,安全不能保证,往往造成施工进度慢,给安全造成较大的威胁,也严重影响锚杆的推广应用。针对这一突出问题,孙村煤矿在破碎顶板巷道的施工时,采取了提前打管缝锚杆的超前支护技术,通过近年来的摸索和实践,取得了明显的效果。2超前支护的施工方法2.1半圆拱锚网喷巷道的超前支护遇构造、托顶煤及顶板破碎时,采用以下措施:首先将巷道的永久支护支到掘进工作面,每次爆破前,紧跟掘进工作面再采用风钻配©22mn六棱中空钎子,在巷道掘进工作面施工方向沿巷道的轮廓以30°〜45°角向围岩内打入一排超前金属管缝锚杆(©33mM1800mm并压网,每排一般不少于5根,间距0.3〜0.5m,打超前管缝锚杆作辅助临时支护。当超前支护施工完毕后,根据超前支护的距离开始打眼。
打眼时循环进尺o.7m爆破前最大空顶o.3m爆破后最大空顶1.om掘进工作面软岩部分采用密打眼(周边眼距缩至300mm)预留保护层、少装药等方法,减轻对围岩的破坏。爆破后先进行敲帮问顶,严格执行敲帮问顶制度,人员站在支护完好的安全地点,用长度大于5m的长把工具,摘除危岩悬矸(包括掘进工作面)后再进行初喷。初喷厚度不小于30mn,一般在30~50mn,初凝20min后开始前移前探梁,初喷期间严禁人员进入空顶区。人员站在支护完好的安全地点进行操作,一人持喷头,一人辅助照明并负责联络,观察顶帮安全和喷射质量,前探梁使用3英寸及以上钢管制作,长度不小于3.2m吊环的强度要与前探梁的强度相匹配。上吊环的锚杆必须留有足够的丝扣,一般不小于40mm以保证吊环的牢固。前探梁到掘进工作面的端面距不得大于0.3m用方木、木篦与顶板按实,用木楔固定。做好临时支护后,在临时支护的掩护下进行永久支护的打眼、挂网、安装锚杆等工序。在压力增大,变形严重时,及时进行顶板锚索加固,锚索间排距5mx2.5m,由巷道正中向两侧对称布置2排,锚索长度不小于6m,滞后掘进工作面根据压力大小控制在0〜10m内进行。2.2平顶锚网带巷道的超前支护遇构造、托顶煤及顶板破碎时,采用的施工方法与半圆拱锚网喷巷道的超前支护基本相同,区别主要有:金属管缝锚杆施工的方向不同,平顶锚网带巷道的超前支护紧跟掘进工作面,在巷道顶板方向以30°〜45°向围岩打入一排超前金属管缝锚杆(©33mM1800mm并压网,施工的管缝锚杆数量也相应改变。爆破后,往前移前探梁,没有初喷这道工序。
托顶煤施工时,锚索加固更及时,一般滞后掘进工作面不大于
3m锚索布置在巷道顶板中间位置,呈双排布置,排距 2.0m锚索间距3.0m3超前支护的效果及简要分析孙村矿近几年来在巷道过断层破碎带、软岩、托顶煤等施工中,采用提前打金属管缝锚杆超前支护,结合缩小循环进尺和空顶,坚持小循环,以保持围岩强度,对破碎松软围岩起到了较好的超前支护作用,有效地控制了顶板,杜绝漏顶事故的发生,也促进了锚杆支护的大面积推广,巷道锚杆的支护率达到100%实践证明,超前施工金属管缝锚杆是一种有效的前探支护,施工工艺简单,操作方便,掘进速度快,它能够及时有效地加固破碎松软围岩,与永久支护连成一体,效果非常明显。另外,超前支护能起到超前卸压的作用,对防止冲击地压的发生也具有一定的作用。分析管缝锚杆超前支护所起的作用,主要是巷道开挖后,破坏了围岩原始应力的平衡,弓I起围岩应力的重新分布。在破碎松软围岩中,围岩受开挖影响而破裂、碎胀,破裂、碎胀的围岩作用在支撑体上,碎胀的围岩黏合性差,本身强度很小,而支承压力来压迅速,当支承压力没有及时支护或支护强度不够时,将导致巷道的冒顶、片帮,这也是初期锚杆支护难以推广的主要原因。而提前施工管缝锚杆进行超前支护后,由于锚杆有一定的张拉作用,提高巷道围岩承载能力,对围岩起到一定的加固作用;另外,由于破碎围岩的空顶比较小,超前支护的管缝锚杆一端被永久支护的锚杆和网悬吊,一端打在掘进工作面的岩体中受岩体的支撑作用,所以给破碎围岩很好的支撑作用,保持了破碎围岩的稳定,有效地控制了破碎围岩的冒落。
4结论通过采用超前支护,有效地控制了破碎松软围岩,结合爆破后的初喷,有效地控制了顶板,杜绝漏顶事故的发生,也促进了锚杆支护的大面积推广。5超前支护存在的问题超前支护采用超前注浆时,由于深部压力大,注浆较困难,另外,注浆的工序比较复杂,给施工带来一定的困难,所以推广较慢。超前支护的锚杆比较单一,目前使用的仅是管缝锚杆,以后产品的种类需进一步开发。目前对超前支护的认识不够深刻,机理尚需进一步研究,特别是超前支护和冲击
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