煤巷支护工作面设计方案

时间:2017-02-19 03:31:51 来源:论文投稿

1工作面基本情况

开滦某矿中1327工作面属一水平三采区的12煤层,工作面上覆7煤层1375西、1376西、1377西工作面已采毕,上覆1396西工作面正在掘进,倾斜上方和下方均未设计工程。该工作面煤层厚度有一定变化,平均煤厚2.6m,煤层底部有一层不稳定泥岩夹矸,厚度0~0.4m左右.煤层直接顶中有一条不稳定煤线厚度0~0.3m左右。煤层倾角5°~16°,平均10°,煤层走向在45°~85°之间变化。工作面存在的不利于安全生产的因素有:12-1煤层顶板性脆,较破碎;工作面内顶板局部裂隙发育,直接顶中局部煤线发育,受其影响,顶板破碎,易冒落;该工作面设计运道与设计切眼的交叉点靠近工业广场保安煤柱线。

2支护参数确定原则

由于1327工作面的服务年限较短,设计时考虑较小的富裕系数。在保证可靠性和安全性的前提下,尽可能在巷道服务期间减少维修次数或只进行局部维修;支护参数和支护材料规格具有较好的适应性和施工可行性,由于井下巷道围岩条件变化很大,从支护合理性考虑,可能出现多种支护参数和支护材料规格,但这将不利于巷道施工和管理。所以,尽可能采用统一的支护参数和材料规格。

3巷道支护设计及强度计算

1327工作面回风巷道、运输巷道、边眼顶板条件较好适合打锚杆时采用锚杆支护;1327回风、运输巷道顶板破碎或遇断层顶板难控制时采用GU25-10.4m2金属拱型支架支护;回采巷道采用锚杆+菱形金属网+锚索+顺板棚支护。

3.1采用架棚支护回风巷道、运输巷道支护使用GU25-10.4m2金属拱型支架,棚距800mm或500mm,取最大800mm,宽4450mm,直接顶厚度2.75m,取直接顶容重2.61t/m3。对支护强度进行计算,自然平衡拱支架所承受的载荷为:Q=L×3.14×0.5×γ(ab-a1b1)经计算,所承受的载荷为17.98(t)。GU25-10.4m2金属拱型支架承载能力为27t,大于17.98t,符合支护强度要求。但如遇地质构造时,要适当缩小棚距至500mm。

3.2锚杆支护

(1)巷道断面回风巷道、运输巷道、合支边置断面,巷宽倒梯形断面,巷宽4.5m,巷中高3.0m。皮带机头位护强5.5m,巷高3.0m。(2)锚杆支护参数按加固拱理论计算锚杆长度L=Lm+Lb其中:Lm=N·(1.1+B/10)式中:B为巷道跨度;N为围岩稳定性影响系数,取1.2;则:L(风、运)m=1.2×(1.1+4.5/10)=1.860(m);L(切眼)m=1.2×(1.1+7/10)=2.160(m);L(机头)m=1.2×(1.1+5.5/10)=1.980(m)。Lb=托盘高度+螺母厚度+锚杆外露长度+钢筋梯子钢带厚度+网厚度=10+30+50+10+3=103(mm)=0.103(m);则:L风、运=1.860+0.103=1.963(m);L切眼=2.160+0.103=2.263(m);L(机头)m=1.980+0.103=2.083(m)。根据巷道高度和矿井实际,风运道,机头位置及切眼锚杆长度均取2.4m。(3)锚杆间排距的计算按加固拱理论:D≤0.5L=0.5×2.4=1.2(m)根据锚固力等于或大于被悬吊软弱岩层重量的原则:D≤槡Q/KHγ式中:Q为锚杆锚固力,Q=8×9.8=78.4kN;K为安全系数,取2;H为软岩厚度;γ为岩石容重,取2.61t/m3。D风,运,切眼,机头≤78.4/(2×1.14×26.1槡)≤0.91(m)根据以上计算,参照原煤炭部《煤巷树脂锚杆支护技术规范》,取风、运道锚杆排距为800mm,间距为700mm。(4)回风、运输巷道及切眼支护强度的计算由于2.4m长的锚杆伸入到顶板深部稳定岩层的长度不足500mm,故回风巷道、运输巷道及切眼不能采用单独的锚杆支护,回风巷道、运输巷道采用锚杆+锚索联合支护的形式,回采巷道应采取锚杆+锚索+钢梁联合支护的形式。回风巷道、运输巷道与回采巷道(初掘)采用双排锚索(巷道加宽段采用三排锚索),锚索长度为8m,间距为3.5m。回风运输巷道采用2.4m长,直径22.5mm的高强锚杆或螺纹锚杆,按间距0.70m,排距0.8m布置,每排7棵锚杆。经计算,回风巷道、运输巷道采用锚杆+锚索联合支护的形式,其对顶板压力的安全系数为3.24>2;运输巷道开口皮带机头位置采用锚杆+锚索联合支护的形式,其对顶板压力的安全系数为3.08>2;回采巷道若采用锚杆+锚索+钢梁联合支护,其对顶板压力的安全系数为3.501>2,均符合支护强度要求。

4结语

根据开滦某矿1327工作面实际情况,按照巷道支护设计和支护参数设计原则,得出该工作面巷道支护设计方案:顶板条件较好时,回风巷道、运输巷道、边眼采用锚杆支护,排距800mm,巷高3.0m,巷宽4.5m;顶板破碎或遇断层顶板难控制时,回风、运输巷道采用GU25-10.4m2金属拱型支架支护,棚距800±100mm,巷高2.6m,巷宽4.45m,切眼采用锚杆+菱形金属网+锚索+顺板棚支护,巷高3.0m,初掘巷道巷宽4.0m,扩面后巷宽7.0m,并计算医学论文例文了巷道支护强度,方案可行。经实践检验,该方案有较好的使用效果。

作者:孙祥庆 单位:河北煤矿安全监察局冀东监察分局


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