锚索及锚注支护技术在保护煤柱段巷道修复中的应用

收稿日期:2009203224

作者简介:田春雨(1978-),男,黑龙江绥化人,工程师,从事采矿技术工作。

doi:10.3969/j .issn .1005-2798.2009.08.020

锚索及锚注支护技术在保护煤柱段巷道修复中的应用

田春雨

(七台河精煤集团龙湖煤矿,黑龙江七台河　154600)

摘　要:保护煤柱内巷道因处于应力集中带,巷道支护困难。文章介绍了锚索及锚注联合支护在龙湖煤矿应力集中带内修复巷道的成功应用,说明锚索及锚注联合支护适合于高应力及围岩破碎巷道的修复。关键词:锚索;锚注;应力集中带

中图分类号:T D353 文献标识码:B 文章编号:100522798(2009)0820049202

七煤集团龙湖煤矿,设计年生产能力180万t,井下主要运输系统为南、北运输大巷及中央主运输石门,其中南翼运输大巷机尾段位于中—下部车场及采区煤仓保护煤柱内,处在应力集中带。首次掘进时采用锚喷支护形式,其后因采动影响,巷道破坏改为U 形棚支护,但因应力显观异常明显,巷道顶、底板及两帮最大相对移近量超过500mm ,巷道严重失修,严重影响了矿井南翼的运输。因此,再次修复时,经过充分论证,采用锚索和锚注联合支护技术,经实践检验取得了较好的支护效果。

1　锚索及锚注支护作用机理

1.1　锚索支护机理

锚索安装在钻孔中,待内锚固段锚固后,给锚索施加预应力,外锚固端用锚具锁紧。在预应力作用下,改善了围岩的应力状态,提高了围岩的抗变形破坏能力,有效地控制了围岩有害变形的发展,保持被加固围岩及其结构的稳定性。1.2　锚注支护机理

1)　注浆后浆液将松散破碎的围岩胶结成为整体,从而大大提高了岩体自身的强度,有效地改变了岩体的力学物理性质,实现利用围岩本身作为支护结构的一部分,充分调动围岩的自承能力。

2)　利用注浆锚杆注浆充填围岩裂隙,配合锚喷支护,可以形成一个多层有效组合拱,从而扩大了支护结构的有效承载范围,提高了支护结构的整体性和承载能力。

3)　利用注浆锚杆注浆可以封闭水源,隔绝空气,防止围岩风化,防止围岩被水浸湿而降低围岩本身的强度,提高围岩的稳定性。

2　锚索及锚注支护方案

1)　巷道拱基线以上锚索间排距为2.1m ×

2.1m ,矩形布置。材质为D 15.24mm 钢绞线,长10m ,每根锚索用4卷K2340型树脂锚固剂端头锚

固。锚索托板采用L 型槽钢加工,长度400mm ,中间加焊150mm ×150mm ×10mm 的钢板,中部孔直径为16.5mm ,使用锚具锁紧。

2)　注浆锚杆规格为D 2mm ×2000mm ,采用黑铁管制作,杆体上钻有6×D 6mm 注浆孔,注浆锚杆间排距700mm ×700mm ,全断面矩形布置。最下排注浆锚杆距巷道底板300mm ,与水平夹角30°,以控制底鼓。注浆锚杆要求外露长度不大于50mm ,钻孔直径为42mm 。

3)　注浆加固。水泥浆不仅起锚固锚索的作用,而且可渗透到破碎围岩结构内,更大范围加固围

岩。水泥浆用525#

水泥配制,局部加水玻璃,其用量为水泥重量的3%～5%,注浆压力控制在1.5MPa 。

3　巷道工程监测

1)　采用锚索及锚注支护修复后,巷道两帮最

大位移量为40mm ,远远少于其它支护形式巷道的围岩变形位移量。

2)　巷道受采动影响时,除局部出现混凝土喷层剥落外,巷道稳定性较好,经受住了动压的影响,不需再采用其它的加强支护措施。

4　结　语

1)　锚索及锚注支护技术不仅提高了岩体的

完整性和强度,而且使锚索的可靠性得到了保证,使锚索既可施加较大的预应力、及时承载,又实现了锚索的全长锚固,显著提高了锚索的支护加固作用,是一种有效、经济的围岩支护加固手段。

2)　对修复巷道采用锚索及锚注支护技术,将松散破碎的围岩胶结成整体,提高了岩体的强度,使

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4实用技术

总第118期

巷道保持稳定而不易产生破坏。

3)　将锚索及锚注支护应用于保护煤柱内集中应力大的修复巷道,简化了修复工序,降低了劳动强度,减少了重复修护的工程量,节约了人工工资及材料费用,为处于集中应力及动压区的巷道修复找到了一条有效的修复方式。

[责任编辑:魏晋英]

(上接第48页)

表1　压滤机改造前后经济技术指标对比

参数滤布使用情况滤板使用情况单机处理量事故率入料时间改造前1350套/a36块/a16.6t/台140h/a45～85m in/循环改造后900套/a20块/a19.6t/台96h/a20～45m in/循环对比结果450套/a16块/a3t/台44h/a25～40m in/循环

经济效益162000元80000元单机处理量提高18%事故减少30%每个循环节省时间47～56%

5　结　语

经过对X MZ750/2000×1500×65型压滤机改造,既满足了入洗量逐年增加的需要,又降低了材料费用支出,最主要是消灭了安全隐患和降低了事故率。为龙湖选煤厂“节能减排,节支增效”工作做出显著贡献。

[责任编辑:魏晋英]

信息・动态

四项国际领先煤炭技术研究成果

记者近日获悉,在由中国煤炭工业协会组织,以中国工程院院士钱鸣高、彭苏萍等专家组成的鉴定委员会对冀中能源集团有限责任公司的成果鉴定中,4项成果被鉴定为国际领先水平。

“建筑物下综合机械化充填采煤技术”首次提出将地面矸石与粉煤灰等固体废弃物通过大垂深投料井运至井下进行综合机械化充填采煤的总体技术路线,实现了运用固体废弃物充填方式进行建筑物下采煤,形成了一种建筑物下采煤的新方法;首次研制并使用了地面固体废弃物直接投入井下的大垂深投料装置、缓冲装置、井上下监控系统和保护方法;该成果对解放我国东部地区建筑物下压煤具有重大意义。“矿井回风源热泵系统及配套技术研究”首次利用热泵技术回收矿井总回风中的热量,成功地为煤矿建筑供暖、井筒防冻和提供生活热水,从而不仅大量节约能源,还可减少由于燃烧煤炭产生的污染物排放。“矿井水控制、处理、利用、回灌与生态环保五位一体优化结合技术研究”首次创新性的将矿井水控制、处理、利用和回灌进行优化集成的综合技术研究,成功实现矿井污水的零排放,保护了矿区生态环境,实现了绿色开采。“掘进机智能型恒功率自动成形截割与定位控制系统”成功解决了掘进机智能化自动截割等问题,实现远程在线监视、诊断与控制,使操作人员可远离工作面迎头,以减少人员伤害事故。该成果对实现高效自动化巷道掘进具有重大意义。

专家称,这4项成果的运用将为我国扩大煤炭可开采资源、节约利用能源、优化生产环境、提高生产效率及保护生态环境等提供技术保障和支撑。

(煤编) 05

2009年8月 田春雨:锚索及锚注支护技术在保护煤柱段巷道修复中的应用 第18卷第8期