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全煤巷道及开切眼锚杆支护技术研究
添加时间:2005/9/8  来源:开滦科协  点击:3495  
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大采深厚煤层高应力区

全煤巷道及开切眼锚杆支护技术研究

 

    该项目主要解决煤矿深部开采高应力条件下全煤巷道支护问题。以现场综合实测,数值模拟分析为基础,应用“动态信息法”进行巷道支护设计指导施工。以提高巷道围岩稳定性,改善支护效果,应用全程监测和信息反馈、跟踪管理,保证施工质量和安全生产。提高施工效率,降低掘进综合费用。改善支护效果,减少维修费用。项目技术实用、可靠。

    1、立项背景:(依据、研究的起步基础及目的、意义)

    全煤巷道系指巷顶及两帮均为煤体的煤层巷道,主要服务于综放工作面。巷道围岩强度比一般岩石要低,受采深和应力的影响变形速度快,变形量大,巷道维护困难。在深部高应力条件下开采就更为突出。

我国自八十年代综合机械化放顶煤开采工艺试验成功以来,已在31个局,50多个矿推广应用,取得了非常好的效益。近年来随着综放和锚杆支护技术的完善和发展,锚杆支护技术开始应用于综放全煤巷道,先后有邢台煤矿,东滩煤矿和运河煤矿等进行试验和推广,效果明显,是解决全煤巷道支护困难和实现综放面快速推采高产高效的好途径之一。掌握资料表明,其煤层埋深在400米以下,煤厚小于8米。深部特厚煤层的全煤巷道锚杆支护和切眼亮面,国内尚未尝试。开滦矿区厚煤层深部为采储量占生产矿井总储量的50%以上,综放开采也正处在快速推广。综放开采在矿区的应用,促进了“双高”建设的快速发展,给矿区带来了显著的经济和社会效益。开滦(集团)唐山矿业公司是一个120多年老矿,矿井开采深度大,地质条件复杂,井巷地压大。目前以综放开采特厚煤层为主,产比达到75%以上。为更好地适应综放的发展,解决传统支护在全煤巷道的问题,使综放工作面单产和工效水平进一步发挥。为此立项研究全煤巷道锚杆支护技术,通过项目、研究与应用,在矿区起到示范作用,推进巷道支护和综放开采技术的向前发展。

    2、详细科学技术内容

    (1)总体思路

    为使全煤锚杆支护技术能够在开滦矿区广泛推广应用,选择在唐山矿京山铁路煤柱深部开采较困难的条件下进行试验研究,获取成功的经验、科学的资料数据和合理的支护方式及参数,给全面推广应用奠定基础,起到示范作用。

    ①研究试验地点选择在特厚煤层,条带煤柱高应力区,使其更具代表性。

    ②现场施工单位、技术管理部门和科研院校三结合完成研究项目。

    ③应用目前国际国内最先进的锚杆支护技术、工艺、材料和监检测手段。

    ④研究、探索、解决全煤锚杆支护巷道成形、稳定性差,断面收敛率大等普遍性问题和开滦矿区埋藏深,煤层厚,强度低,支护困难等个性问题。

    (2)技术方案

    ①首先对矿井地应力情况进行测试,掌握地应力的特点及相关参数。

    ②对研究项目、涉及的煤层和围岩强度进行测试,采取现场实测法,详细测得煤层不同结构段的强度和不同的结构层位.通过现场实测和原有取样试验室资料掌握煤(岩)体的物理特性。

    ③根据掌握资料的实测结果,应用计算机进行数值模拟分析,提出初始设计方案。

    ④应用BOLting软件,完成初始设计并进行优化确定。

    ⑤确定适应全煤巷道和锚杆支护的施工工艺,工艺流程,选择施工机具,制定保证施工及质量的技术措施。

    ⑥随施工进行质量和矿压监测。应用先进的仪器和手段,对试验巷道进行全方位、全过程监测,以便及时反馈信息,监控巷道的支护安全。为“动态”修正设计提供依据,为课题分析和研究提供资料。

    ⑦加强现场施工和管理与专业研究人员的良好协作和配合,使现场的施工实际经验与先进技术有机的结合,保证研究项目的先进性、可靠性和实用性。

    ⑧总结试验研究项目,整理分析、资料,拿出项目成果报告,通过专家技术鉴定。

    (3)实施效果

    项目研究完成了既定目标,试验巷道支护效果、围岩稳定状况,明显优于同类金属拱形支架支护的巷道。与架棚支护相比施工质量提高,工人劳动强度和材料费用降低。特别是切眼大断面锚杆支护的成功,简化了综放工作面变板和安装工序,降低了施工难度和安装费用,大大提高安装速度和工效,经济和社会效益明显。全煤锚杆支护技术研究项目的完成,基本解决了唐山矿全煤巷道的施工和维护困难问题。现已在矿全面应用,解决了综放工作面因巷道支护效果不好,造成外围系统环境差问题,促进了综放面生产水平发挥,单产水平提高25%以上,综合效益显著。研究成果已在开滦矿区推广应用,对矿区巷道支护改革和采煤工艺发展起到了促进作用。

 

该项目曾获中国煤炭工业协会科学技术二等奖。

 

 


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