郑煤集团新郑煤电公司赵家寨煤矿 托顶煤锚网支护技术考察报告
二〇一八年八月
郑煤集团新郑煤电公司赵家寨煤矿
考察学习报告
2018年8月2日,在鑫龙公司总经理宋总组织带领下到郑煤集团新郑煤电公司赵家寨煤矿考察学习托顶煤锚网支护技术实施情况,下井参观了11204工作面,地面了解了矿井相关情况,形成如下报告:
一、11204工作面概况
11204工作面位于11采区西翼中下部,北邻11206工作面采空区,南邻待掘的11202工作面未采动区,西邻SF4断层,东到矿井工业广场保护煤柱。
11204下付巷设计主要用于11204工作面进风、皮带运输、物料运输。该巷道沿二1煤层底板掘进,总工程量1182m。地面标高/m:+135.8~+140.27,井下标高/m:-286.75~-214.5。
二、托顶煤锚网支护技术实施情况 1、二1煤层赋存情况
11204工作面主采山西组底部二1煤层,黑色,粉末状、半光亮型,煤质松软,强度较低,煤层结构简单,属贫瘦煤,硫份含量小于1%,水分含量0.96%,发热量29.3~30.27MJ/kg。根据实揭地质资料,工作面切巷向外至停采线煤厚变化为薄-厚-薄, 煤层厚度1.4~10.4m,平均厚5.1m。煤层整体产状:134°~ 152°∠6°~12°。
煤层顶板为砂质泥岩、大占砂岩。底板为砂质泥岩、L7-8灰岩。
煤层赋存及煤质指标
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煤层名称 煤层厚度/m 煤层结构 煤的自燃 品 种 容 重 硬 度(f) 二1煤 1.4~10.4 5.1 简单 不易自燃 贫瘦煤 1.41t/m 0.5~1 3煤尘爆炸指数 煤层倾角/(°) 稳定程度 地 压 绝对瓦斯涌出量 煤层层理(发育程度) 煤层节理(发育程度) 13.59% 6~12 9 稳定 正常 0.9~4.0m³/min 中等发育 中等发育 2、托顶煤锚网支护技术施工方法
(1)巷道掘进采用EBZ-160型掘进机掘进时,必须根据煤岩软硬分布情况,合理选择进刀顺序落煤,掘进机出煤的施工方法。
(2)全岩或半煤岩且岩石较硬时采用放炮掘进。 综掘施工方式
掘进机施工工艺流程:交接班→敲帮问顶→打孔注水→拉皮带机尾→标定轮廓线→掘进机截割→出煤(碴)→敲帮问顶→单体柱临时支护→打锚杆(索)→出煤(碴)→验收工程。
炮掘施工方式
炮掘施工工艺流程:交接班→敲帮问顶→轮尺号眼→打眼爆破→洒水→敲帮问顶→单体柱临时支护→打锚杆(索)→出煤(碴)→验收工程。
3、割煤方法
施工时严格按作业规程规定的割煤路线进行作业。
①顶板极好时(巷顶为岩石且稳定),按照本割煤路线进行作业。先底部掏槽,掏槽时向前切割100-150mm,必须向左水平200-300mm,然后再向纵深切割 在完成一个水平掏槽之后,由左或右边缘向上切
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割,每向上切割100-150mm,必须水平摆动200-300mm,如此切割完整个断面。掏槽时不准使切割臂处于左、右极限位置。巷顶为煤时,严禁割卡缆以上煤。
②顶板较好时(巷顶为岩较为破碎或顶煤稳定),按照本割煤路线进行作业。第一、二刀先割两帮二码,第三刀割顶部煤,顶煤割完后及时戴梁护顶(临时支护),第四、五刀割两帮、柱脚煤,成型后站腿(永久支护),第六刀清理巷中煤。
③顶板破碎时(巷顶为煤,但顶煤不稳定),按本割煤路线进行作业。严禁割卡缆以上煤,要求风镐配合手搞剔顶,护顶及时搭设锚杆(临时支护),再戴顶,然后进一、二刀刷帮挖柱脚,成型后站腿(永久支护),最后进第三刀,清理巷中煤。
④巷道局部岩石较硬时,可对较硬部分放炮,松软部分采用掘进机割煤,放炮与机掘次序根据岩石硬度的分布,原则上先护顶,先软后硬,如巷道底部岩石较硬打眼装药时,每眼装药量不超过1卷,一次起爆个数不超过10个,班组长可根据现场实际地质条件适当调减每次起爆个数和装药量,相对松软的岩石部分,按照本割煤路线进行作业。第一、二刀先割两帮二码,第三刀割顶部煤,顶煤割完后及时戴梁护顶(临时支护),第四、五刀割两帮,成型后站腿(永久支护),第六刀清理巷中煤。
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预留保护层456预留保护层
3、巷道断面及支护
(1)巷道以全锚网支护为主,顶板岩性较差或局部压力显现明显时可采用锚网+套U型钢棚支护。
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(2)技术参数: 1)全锚网支护
11204下付巷梯形断面,净断面16㎡,采用冷拔丝编织网+硬质塑料网+H型钢带(横向)+顶锚索+顶W钢带(纵向)+锚杆支护。巷道净高3400mm、上净宽4000mm、下净宽5400mm。
全断面采用规格为Φ20×2400mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆,两帮的岩石部分可采用规格为Φ20×2000mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆,间排距均为800mm×800mm。
锚索按“1—2—1”布置(即:巷道正中一根与左右各偏中1100mm各一根交替布置),在每排2根的锚索用W型钢带纵向连接。锚索规格为Φ17.8mm×6200/8200mm钢绞线,排距800mm,误差±100mm。根据顶煤变化情况按照以下原则变更参数:
①1.8m≤顶煤≤3m时:巷顶中线2根锚杆调整为Φ17.8mm×4000mm的锚索。
②3m<顶煤≤5m时:锚索布置变为Φ17.8mm×6200mm的锚索,“2-3-2”布置。
③5m<顶煤≤7m时:锚索布置变为Φ17.8mm×8200mm的锚索,锚索布置变为“2-3-2”布置。
④顶煤>7m时:锚索按“2-3-2”布置,“2”表示每排2根长度为Φ17.8mm×8200mm的锚索,“3”表示每排3根长度为Φ17.8mm×6200mm的锚索。
2) 全锚网+套U型钢棚支护
每棚巷顶打设3根锚索,巷道正中与左右各偏中1100mm处各布置一根。规格为Φ17.8mm×6200/8200mm钢绞线,锚索采用横向W型钢带
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连接。巷道两帮打设为Φ20mm×2400mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆(岩石部分可采用规格为Φ20×2000mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆),锚杆间距800mm,并用H型钢带连接。(后附断面图)
采用冷拔丝编织网+硬质塑料网+顶锚索+顶W钢带(横向)+帮锚杆+帮H型钢带支护,使用16m236U型钢滞后套棚,U型钢净高3600mm,下净宽5607mm,U型钢棚距800-1000mm(中—中),每棚U型钢6套卡缆、2道拉杆、梁腿搭接500mm。
3)其他要求
①H型钢带规格2000/3000mm×80mm,钢带搭接处必须有锚杆锚固,H型钢带搭接100~200mm。
②巷道顶部每根锚杆使用2卷锚固剂,快速(K2350)、中速(Z2350)配合使用,最里端1卷为快速;两帮每根锚杆使用1卷K2370快速锚固剂。每根锚索使用3卷锚固剂(1卷K2350型和2卷Z2350型树脂锚固剂),最里端1卷为快速。
③冷拔丝编织网规格为2000mm×1000/1200mm,硬质塑料网规格为13000mm×1000/1200mm。
④要求锚杆托板需紧贴钢带外面且预紧力矩煤巷≥200N.m、岩巷≥260N.m。H钢带采用φ10mm钢筋焊接,焊接点在端头。
⑤皮带转载点前后10m支护材料必须采用阻燃材料,取消硬质塑料网或喷浆封闭。
4、设备配置
掘进机:EBZ-160;胶带输送机:DSJ80/2×55;无极绳绞车:SQ-80;风动锚索钻机:KMQT-130/3.1;帮锚杆钻机:KMQTB-130/3.3;气动锚索张拉机具:MQ19-300/63;锚杆拉拔计:MCZ-200。
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5、支护工艺
(1)全锚网临时支护
①掘进面用掘进机切割或放炮成形后,将顶网铺上与永久支护相联,然后用液压支柱支撑已铺好的网,上钢带、打设锚杆。
②工具及规格
采用玻璃钢单体柱配合网、作为临时支护,要求配备2.5m长的单体柱2根、3.2m长的单体柱2根。
③单体柱使用规定
帮顶完好时使用2根单体柱对顶板进行临时支护即可,出现局部片帮时可以使用4根单体柱(2根支护顶板,2根对片帮处进行临时支护)。
单体柱顶网过程中不得直接顶在编织网上,需配合专用柱帽(半圆木、方木或木鞋)使用,并配备防倒绳。
(2)锚网+套棚支护临时支护 1)材料及规格:
单体柱:采用DW28-30/100B型液压支柱2根,DW35-30/100B型液压支柱2根。
2)施工工艺:按设计画出断面→割煤→使用单体柱临时支护护顶(同时上网)→安装H型钢带→打顶部锚杆→打帮部锚杆→安装W钢带→打锚索→滞后套棚。
3)临时支护流程及注意事项:
①巷道断面割或放炮成形后,严格执行敲帮问顶制度,校核巷道尺寸。②把联好的网一起移至迎头,然后用液压支柱支撑已铺好的网,上钢带、打设锚杆。③然后升起单体柱背实。④注意事项:液压柱与巷道顶板结合不实处使用木楔背紧背实,点柱必须采用防倒链捆绑在
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顶板锚杆或其它牢固地点,以防止歪倒伤人。点柱要站在实底上,否则要穿木鞋。点柱搭设必须牢固有力,倾斜巷道施工时,点柱必须施工柱脚,确保点柱稳固可靠。
4)滞后套棚临时支护形式、材料及使用规定:
①材料及规格:两根3.5mπ型钢作前探梁,每根配合3套专用卡子交替迈步使用。
②前探梁使用规定:巷道中线向左、向右偏1000±300mm,方向为顺巷;挂钩位置:前面一个为迎头向外数第二棚梁上,后面两个依次隔棚使用,临时支护跟迎头,最大控顶距为棚距+200mm;临时支护必须用木楔背牢背实,保证临时支护的稳定性。施工时必须严格执行先戴梁后站腿的施工工艺。
三、推广应用计划
大众矿与赵家寨煤矿煤的硬度系数大致相当,煤巷同样使用锚网支护,且帮部成型效果要比赵家寨矿好,所以预计在大众矿托顶煤锚网支护技术可以推广应用。
大众矿13采区为单翼采区,工作面回采期间下顺槽需进行沿空留巷,为确保沿空留巷效果,故不考虑在下顺槽实施托顶煤锚网支护技术。上顺槽为上一个工作面的留巷,无法使用托顶煤锚网支护技术。
目前13071工作面正在做施工准备工作,计划在13071工作面切眼掘进期间实施托顶煤锚网支护技术。
二○一八年八月
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