SCI论文(www.lunwensci.com):
摘要:回撤通道区域的围岩控制效果对综采设备撤效率和安全性都会造成直接影响,因此,为了确保作业顺利进行,避免发生安全事故,必须从实际情况入手,做好相应分析工作。下面,在概述回撤通道支护原理基础上,依据工程实例,针对综采工作面回撤通道支护技术的应用进行了详细分析。
关键词:综采工作面;回撤通道;安全开采;支护技术
综采工作面撤回期间,回撤通道需要经历超前支护压力影响,整个作业开展时,采动影响较为强烈,这会导致巷道发生严重变形等不良现象,同时,由于回撤通道较大,具体作业开展时,为了确保回采安全,减少安全事故的发生,要加强对回撤通道支护的探究。
1回撤通道支护原理
巷道围岩结构受到回采作业开采影响,会导致巷道围岩结构出现大量缝隙,容易引发事故。为了解决这一问题,应当预先将锚索、锚杆施加在回撤通道顶板上,提高顶板抗剪能力,确保巷道围岩稳定,以免位于深部区域的围岩松动,影响后续作业[1]。回采作业的开展对周围结构造成直接影响,回撤通道时,周围围岩受力会发生变化,这将会导致围岩出现裂隙,在这一情况下,若锚杆区域内的围岩出现了脱落情况,撤回锚杆将会失效,降低支护效果[2]。开展支护作业时,综合考虑支护效果,以及支护质量,可以通过钢筋网与钢筋梁配合方式处理,一方面能够提高组合梁完整性,保证其可以满足应用需求,另一方面也能够固定破碎岩体,避免发生脱落现象,确保最终支护效果能够达到预期。将倾斜锚杆设置在靠近煤帮区域,这一方面能够使出锚杆支撑作用得到充分发挥,另一方面也可以提高组合梁作用,以及支护质量。为了确保锚索能够起到固定围岩作用,要将其施加在围岩周围,通过施加悬吊力方式,处理浅部岩层,而对于布置的锚索,需要通过施加预紧力方式处理,从而达到缓解顶板下沉扩张现象的发生[3]。
2工程概况
某煤矿9417采面设计推进距离1 691 m,斜长196.5 m,开采4#煤层,其厚为3.64 m,具体开采作业时,采面开采采用综采方式进行,在与停采线距离6 m时,停止掘进作业,开始回撤通道。9147采面回撤通道设计高3.6 m,宽3.8 m,针对初步设计围岩,在对其进行控制时,为了确保最终控制效果能够达到预期,要选择好支护中采用的锚杆。
3回撤通道覆岩发生破坏的原因
通过对本工程进行分析可以确定,回撤通道呈矩形,围岩受采动压力影响,其强度会降低,这会导致裂隙现象会加重,围岩会发生严重变形现象。开挖回撤通道前,区域内岩体结构相对稳定,开展作业后,岩体周围环境发生了转变,这也就会导致其受力会由最初的三向转变为二向,从而致使煤层顶板发生移动[4]。通过分析实际情况不难发现,随着围岩受力变化,最终会出现塑性变形现象,同时,因为巷道会受水、空气等各项因素影响下,巷道风化速度会加快,这会致使巷道出现的塑性变形量化发生转移,导致巷道顶板、底板、巷帮在力作用下发生严重变形现象,如果出现的变量过大问题,将会发生片帮问题,并且顶板会出现严重下沉现象[5]。
4回撤通道施工作业探讨
4.1施工工艺
采用采煤机割煤开展回撤通道掘进作业时,在回采工作面到1 682 m时,此时与设计的停采线相距9 m,利用施工工字钢处理回采工作面顶板,同时在这一过程还要架设金属网。利用两根长度为3.6 m的锚索悬吊施工作业中采用的工字钢;回采工作面到1 684 m区域时,与设计停采线距离为7 m,在这一区域进行第二排工字钢布置;回采工作面到1 687 m时,与设计停采线相距4 m,开展第三排工字钢施工,具体布置时,综合考虑安全性、经济性,最终决定采用迈步式方式进行布置。当回采工作面到1 687 m时,为了避免发生安全事故,不得移动采面液压支架,而且需要将采面调斜。调斜采面后,利用采煤机,从头开展割煤作业,具体割煤作业时,应当将割煤深度控制在52 cm左右,上向割煤3.6 m后,开展下行扫煤作业。实际作业开展时,采面到1 791 m区域时,完成回撤通道施工作业。
4.2回撤通道施工遇到的问题
通过对煤矿区域地质进行调查可以发现,回撤通道周围存在断层,而且受临9415采面采空区影响,在9417采面到1 681 m时,采面顶板受破碎与采动压影响,在部分区域会发生顶板冒落现象,受支撑力、支架工作阻力不足等因素影响,作业开展时,支架将会发生倒塌问题[6]。
4.3回撤通道支护
4.3.1钢带支护
回采工作面到1 687 m时,采用钢带加大直径锚杆方式支护顶板,实际作业中采用的钢带宽度29 cm,长49 cm,钢带上每间隔1 m设置一个孔径为3.2 cm圆孔。设置的第一排钢带与采面液压支架前探梁1 m,具体悬吊作业时,采用6根直径2.4 cm,长度为3.2 m的锚杆进行。具体布置作业时,应当每间隔1 m布置一排钢带,在回撤通道内布置了3排钢带。
4.3.2吊棚支护
完成回撤通道中的钢带施工作业后,为了保证顶板支护强度能够达到预期,要通过吊棚方式进行支护。本次工程中采用的吊棚是采用工字钢、恒阻锚索方式。工字钢宽为26 cm,长260 cm,利用恒阻锚索将其悬吊在顶板上。
布置在回撤通道中的槽钢需要与其保持垂直,通过对恒阻锚索进行应用,在槽钢两端悬吊,完成上述作业后,开展预紧作业,如果发现槽钢面与回撤通道顶板之间的接触密实性没有达到要求,必须及时调整,保证接触密实性,确保吊棚支护效果能够达到预期。
4.3.3布置单体支柱
为了保证顶板不会发生下沉、断裂等各种不良现象,应当布置一排单体支护,从而实现对顶板的控制。单体支柱采取“一梁三柱”方式进行,单体支柱依据中心开展,固定同一组间单体,利用连接杆实现[7]。
4.4控制煤壁
4.4.1注浆加固
实际作业开展时,为了保证回撤通道煤帮牢固,不会出现松动现象,避免或降低煤壁片帮,可以通过注浆方式实现对煤壁的控制。由工作人员对现场情况进行观测可以发现,顶板下方约1.6 m处是煤壁片帮多放区域,在这一区域容易出现各种事故,因此,要控制该位置煤壁情况。施工人员在回撤通道内布置一排注浆钻孔,钻孔与顶板下方相距1.6 m,各个注浆孔之间的距离为3.2 m,向上有46。角,布置在作业现场孔径4 cm,孔径深5.2 m。完成钻孔施工作业后,施工人员要利用高压注浆泵将聚氨酯注入煤壁内,通过这一处理方式,达到加固煤壁作用,为了保证最终注浆效果能够达到预期,应当将注浆压力控制在1.4到1.6 MPa之间。
4.4.2锚杆支护
完成煤壁注浆作业后,在煤壁上布置锚杆与钢带实现预紧支护,具体布置时,锚杆排距为1.2 m,间距为1 m。
锚杆支护后,为了保证煤壁稳定性,避免超前支撑压力影响煤壁,应当将桁架圆钢锚杆、长40 cm双向张拉路布置在煤壁上。对于同一排锚杆的两根相邻锚杆,可以采用双向张拉起、圆钢拉杆进行固定,具体布置时采用迈步式方式进行。
4.5控制围岩效果
工作人员在回撤通道掘进与支护后,要观察回撤通道围岩。采用带支护、吊棚支护、注浆加固不同方式处理回撤通道顶板,顶板下沉量最大值为13.5 cm,而由于片帮问题导致的煤壁最大变形量最大值为10 cm,在允许范围内,能够保证后续设备回撤安全,避免发生事故。
5结语
回撤通道的稳定性对于综采工作面回撤安全与效率都有着重要意义。通过对大量煤矿开采情况来看,回撤通道受采面开采动压影响,导致围岩结构发生严重变形,而且围岩会发生严重破碎现象。针对这一情况,相关工作人员应当在全面分析回撤通道具体情况基础上,制定具有针性的控制围岩方案,保证回撤通道不会出现严重变形、坍塌等事故,保证综采设备可以安全回撤。
参考文献
[1]王雪龙.综采工作面动压区回撤通道施工方案及支护技术[J].现代矿业,2023,39(1):66-69.
[2]荣进.综采工作面回撤通道的优化支护及效果评价[J].机械管理开发,2022,37(6):75-76.
[3]彭林军,岳宁,安亮,等.超大采高综采工作面回撤通道支护技术研究[J].煤炭科学技术,2022,50(6):204-210.
[4]李小沫.浅埋深综采工作面收尾回撤通道锚网索支护技术应用[J].能源与节能,2019(12):157-159.
[5]王进尚,柴磊,邓澄,等.综采工作面大断面回撤通道注锚协同支护技术研究[J].煤炭技术,2019,38(7):33-36.
[6]王逵.近距离煤层采空区下综采工作面回撤通道支护技术[J].科技风,2018(10):181.
[7]刘建林.小纪汗煤矿综采工作面回撤通道加强支护新技术应用[J].煤炭科技,2017(4):100-103.
关注SCI论文创作发表,寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑,请锁定SCI论文网! 文章出自SCI论文网转载请注明出处:https://www.lunwensci.com/ligonglunwen/77985.html