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全煤大断面开切眼支护技术的推广与应用

全煤大断面开切眼支护技术的推广与应用

【摘要】为解决大断面开切眼掘进过程中的顶板下沉量大、煤壁片帮及底鼓严重问题,提出了一种适合大断面开切眼掘进一次成巷支护技术,采用锚杆锚索配合钢带联合支护技术。研究结论表明:采用锚杆锚索配合钢带联合支护技术围岩属性区较小,且巷道围岩受力稳定。在马脊梁矿8802开切眼采用此支护技术,矿压监测结果显示顶板下沉量为45mm、底鼓量为32mm,两帮移近量为28mm。围岩变形在控制范围内,能维持巷道稳定。

【关键词】大断面;煤巷;联合支护;围岩控制

大断面开切眼支护技术是煤矿开采的重要环节。施工工艺及支护形式的不同,对顶板形成的扰动也不相同,导致围岩应力分布特征、变形特征均有很大区别。开切眼断面的增大带来支护难、易冒顶等问题。马脊梁矿11#层408盘区8802工作面切眼,整体为复合顶板全煤巷道,断面较大,起初设计采用12#槽钢与11#工字钢配合锚索、锚杆金属网进行联合支护,切眼沿煤层底板掘进。由于煤层赋存条件复杂,需要深入研究实验并确定合理的锚杆支护形式,以确保施工的安全[1]。

1、工程概况

马脊梁矿11-2#层408盘区8802工作面切眼埋深为220m,根据岩石的平均密度2300kg/m3,巷道的垂直应力分别为5.8~7.8MPa。在顺槽掘进过程中,利用锚索孔和构造地质钻孔现场进行了多次顶板结构探测,切眼内煤层顶板岩层结构为:老顶为灰白色粉沙岩,厚度为23.5m;直接顶为灰色粉砂岩,厚度为9.4m;直接底为粉砂岩,厚度为3.4m。根据现场拉拔实验测试,水对锚固力影响较小,锚固力达到设计要求。因此支护设计不考虑水文条件。根据安装、通风、行人等实际现场工程需要,考虑一定的预留变形量,断面尺寸为6.2m×2.8m,7.7m×2.8m,沿11#煤底板掘进。

2、切眼支护方案比较

将优化改进的支护方案与旧方案进行综合对比,分析其利弊。

方案一:锚杆锚索配合钢带联合支护

1)由于切眼为大断面巷道,采用二次成巷掘进方式施工。先掘进4.5m×2.8m (断面Ⅰ),然后再扩1.7m×2.8m(断面Ⅱ)。(如图1)最终达到6.2m宽的开切眼宽度。开切眼支护采用锚杆、锚索、钢带及临时木支柱。

1.1)顶板支护:顶板支护采用锚索加锚杆共同支护,顶板挂金属网,支护配套BHW-220-4.0钢带,锚杆间距为900mm,排拒为1600mm。锚索间距为1200mm,排拒为1600mm。施工时保证锚杆预紧力不低于150KN/M,锚索预紧

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