煤矿顶板管理技术探析

点赞:3781 浏览:12271 近期更新时间:2023-12-19 作者:网友分享原创网站原创

摘要:顶板技术革新是煤矿安全生产的重要保证.论文介绍了离层顶板成孔和锚注技术、大跨度支护工艺、叠加支护、顶板注浆加固、锚网支护、楔钉式顶板支护和柔性网顶板控制新技术,具有较强的现实指导意义.

关 键 词:顶板锚网巷道支护

1.引言

根据现有资料统计,煤矿事故中有百分之七十的煤矿事故是顶板安全事故.由于综采工作面走向跨度较大及煤层赋存原因,顶板事故频繁发生,给矿井安全生产造成严重影响.因此,现场管理中,加强综采工作面顶板的预防与控制,是降低采煤工作面顶板安全事故发生率的一项重要措施,对综采工作面安全高产高效具有十分重要意义.

2.顶板控制管理新技术新工艺

2.1离层顶板成孔和锚注技术

针对矿顶板砌碹变形后岩石离层形成空隙,巷道日常维护困难的问题,冀中能源股份公司葛泉矿根据离层顶板的高度,加工焊接管缝锚杆,特制管缝锚杆长度与离层顶板高度数值基本相等,再把特制锚杆注入离层顶板后,进行钻孔工作,从而形成了完好孔壁,在管缝锚杆内套钻锚索眼,成孔率达100%,同时使得树脂锚固剂和锚索顺利注入到钻孔,明显提高了工作效率、安全系数高,锚索力矩经长期监测符合质量标准要求.这项新技术,在煤矿一线采空区巷道、老巷顶板维修中,具有良好的应用价值.

2.2大跨度支护工艺

针对工作面大型化、重型化设备多,安装与回撤空间需求较大的实际,新矿集团新巨龙公司大力优化大跨度切眼支护与工作面安装工艺,采取“边刷扩切眼边安装支架”的方式,有效利用工作面液压支架的支护强度,提高顶板支护强度,减少大跨度切眼的空顶时间和距离,简化施工工序,缩短工作面安装工期,1302工作面切眼刷扩及安装工期仅用50天.

2.3叠加支护

在矿井建设中,锚杆支护被广泛应用,其优越性有目共睹,但在煤层埋深较大的矿井建设过程中,对于多分层、低强度复合顶板的锚杆支护一直是施工的难题.锚杆支护的巷道顶板随时间的推移,先是局部巷道顶板失稳,然后是一段巷道顶板失稳,最后大面积巷道顶板失稳,巷道先是打点柱,然后分段架棚,最后巷道内大面积架棚,而且在回采前、回采中还要翻修,以保证回采的要求,给国家和企业造成大量人力、物力、财力的损失,解决复合顶板的锚杆支护问题刻不容缓的.叠加支护从对破坏岩石的加固、阻止围岩继续松动和提高松动体自稳性的角度来考虑,既突出锚杆支护的优越性,又能使复合顶板的支护效果得以保证.叠加支护技术充分利用了锚杆的长度、韧性、刚度等属性,锚杆之间互相补充、互相强化,刚柔并济,形成了高强度、高弹性的稳定承载体,基本解决了复合顶板的强度低、扩容变形量大、扩容应力大、稳定性差等支护难题.另外,这种叠加支护技术施工时,只要一级支护的短锚杆施工完即可继续掘进,主要工序作业时间缩短,平行作业工序个数增加,加快了掘进速度.

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2.4顶板注浆加固

研究表明,由于松散承压含水层的载荷传递作用,导致一定覆岩条件下的关键层发生复合破断,造成工作面出现压架灾害的主要原因.要治理压架事故,必须首先保证围岩结构的整体性,顶板注浆加固是一种方便施工且易达效果的方法.这一技术具有网络骨架作用、充填压实作用、增加岩体强度、支护结构形成共同承载作用,可以有效的实现压架后破碎顶板整体性的恢复,对顶板维护有利,有助于快速、安全的实现压架事故的治理.

2.5锚索支护

锚索支护采用让压支护原则,与锚杆支护相比,锚索支护具有锚固深度大、锚固力大、可施加较大的预紧力等诸多优点,其加固范围、支护强度、可靠性是普通锚杆支护所无法比拟的.锚索加固下部松动圈范围内群体锚杆形成的组合拱或者锚注形成的组合拱及组合拱之外不稳定岩层.同时,由于锚索可施加较大的预紧力,可挤紧和严密岩层中的层理、节理裂隙等不连续面,增加不连续面之间的摩擦力,从而提高围岩的整体强度.


2.6楔钉式顶板支护新技术

铜川王石凹煤矿视工作面实际情况在煤墙打合适浅眼,将锚固剂及1.8米长的废旧钻杆装入,并露出适当长度,在露出部分的钻杆上面架料进行超前支护,这样一来,只支护一次就可有1.8米的走向距离,减少了人员劳作且操作方便、实用可靠,而且待推采过去后,将废钻杆回收还可继续使用,现场试验后效果理想.

2.7柔性网顶板控制新技术

宁煤集团清水营煤矿在110202回撤综采工作面成功应用树脂纤维网片代替传统的金属网进行顶板控制,为该矿大采高大倾角顶板易破碎工作面快速回撤趟出一条新路.树脂纤维柔性网是一种新型树脂纤维聚合网材,特点是网片面积大、柔韧轻盈、抗拉力强、便于操作.和传统铺设金属网工艺比较,具有一次挂网免联接、整体铺设效果好的优势,可节约大量的联网时间和用工,大幅提高收尾作业的施工工效.同时该材质还具备金属网所不具有的防锈蚀功能,避免了长时间淋水造成的网片抗拉力下降或网片破损失效,在设备回撤过程中对顶板的管理起到了有效支护作用.

3.结语

综采工作面回采过程中的顶板管理是工作面生产管理和安全管理中一个非常重要的环节,综采工作面顶板的控制好坏,直接关系到工作面整体质量的好坏,需要设计时优化工作面巷道布置,选择合理液压支架架型,回采时正确操作好液压支架,加强地质预报和矿压观测,及时处理液压支架的各种事故,加强破碎顶板控制,为工作面整体质量的提高打下良好的基础.