沿空留巷支护的作用

(整期优先)网络出版时间:2012-12-22
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沿空留巷支护的作用

胡云亮

胡云亮(内蒙古满洲里市扎赉诺尔煤业公司铁北矿掘进队,内蒙古满洲里021410)

摘要:分析了沿空留巷支护的作用、矿压显现、支护方式、应满足的要求及维护中存在的问题。提出了改善沿空留巷维护状态的有效途径,为沿空留巷支护方式的应用提供了可借鉴经验。

关键词:沿空留巷;矿压;巷道支护

沿空留巷是一种先进的护巷方法,是实现无煤柱开采的主要技术措施之一。它对提高煤炭资源的回收,降低巷道掘进率,缓解采掘接续紧张,消除因留煤柱而引起的井下灾害有明显效果。沿空留巷支护中,还有不少问题有待解决;

1沿空留巷的矿压显现及对支护的要求

1.1沿空留巷的矿压显现。

沿空留巷的井下观测表明,工作面前方采动影响范围为0~30m,顶板剧烈活动区在工作面前方0~10m,此处巷道煤壁片帮较严重。在回采工作面后沿空留巷的顶板受采动裂隙的破坏极大,靠近软帮侧的顶板岩层与硬帮侧的顶板岩层失去了力学联系。软帮侧顶板的破坏,降低了岩层强度,使载荷大小向硬帮侧转移,使硬帮侧顶板岩层形成块状,软帮侧顶底板移近量明显加剧。顶底板移近量主要发生在工作面后方0~40m之间,在工作面后方10~25m最剧烈,在40m后侧逐步稳定,100m后巷道处于稳定状态。

1.2沿空留巷的支护方式应满足的要求。

(1)能够适应采煤工作面快速推进。

(2)巷旁支架的承载能力应大于或等于巷道支架的承载能力。

(3)巷旁支架的可缩性应大于巷道支架的可缩性。

(4)能够满足运送材料和设备以及通风要求。

2沿空留巷维护中存在的问题

目前,矿沿空留巷的巷道支架有3种,即木棚、锚杆、木棚和锚杆结合。

巷旁支护有2种:石墙、密集支柱。

沿空留巷的主要方式是锚杆和木棚结合加石墙,这种维护方式尚有一定问题。

2.1矸石带可缩量大,木支架可缩量小,二者特性不相适应。

巷旁支护矸石带可缩量可达30%~40%,无初撑力;木支架可缩量在10%以内,基本属于刚性体。矸石墙由于下沉量大而起不到支撑作用,顶板压力将全部由巷道内的支架所承担,这样会出现如下情况:

(1)顶板下沉而不折断,巷道支架承受全部压力而被压垮,只好进行二次支护;

(2)矸石墙和木支架可缩量不同,使顶板在两者之间断开,同时造成木支架大量损坏。

2.2巷旁切顶支撑作用不好,造成留巷顶板压力和下沉量大。

减少留巷顶板压力和顶板下沉的一个关键因素是巷旁之护切顶效果好坏,由于石墙下沉量大,起不到切顶作用。

2.3采煤面接续不紧凑,造成留巷维护时间长。

由于采煤面接续安排不当,下个片盘不能紧接上个片盘回采,留巷时间过长,造成留巷维护恶劣,甚至顶板冒落不得不重新恢复或重新送巷道。

3改善沿空留巷维护状态的途径

改善沿空留巷维护状态的基本途径就是使留巷各类支护的工作性能与顶板移动的规律相适应,即始终保持顶板的实际下沉量低于各类支架的允许可缩量,达到不需维修的目的。

3.1巷道实行分段支护。

沿空留巷矿压显现与工作面的距离有关。在实行留巷的全部长度内各区段有不同的矿压显现特点,采用不同的支护方式。工作面后0~25m范围内顶底板相对移近速度较大属升压区,而在采后25~50m范围内顶底板相对移近速度急剧下降属降压区。因此,矿压的急剧升高区和降压区即在采后0~50m范围内,在其护巷最为关键。可以使用单体液压支柱钢梁作为巷内的临时加强支护。待顶板全部冒落稳定后,用木棚替换单体液压支柱钢梁交替前移,使留巷躲过压力区,在减压或稳定区内进行。可有效减少顶板下沉,降低巷道支护折损率,起到较好的留巷效果。

3.2加强留巷的支护质量。

留巷的好坏与码石墙质量和架棚质量的关系十分密切,码石墙与架棚的质量是提高留巷的关键。

3.3改进巷旁支护。

巷旁支护是影响沿空留巷成功与否的主要因素之一,巷旁支护应同时起到支承、切顶、隔离的作用,它的承载能力应大于巷道支架,而可缩量小于巷道支架。石墙与木支架配合使用时,为了减少巷道压力和顶板下沉量,要合理安排留巷的悬顶宽度,加强切顶管理。采空区侧切顶效果的好坏,将直接影响留巷的成功与否。留巷支护可以使用初撑力较大的单体液压支柱,以提高切顶能力。但只用切顶柱管理顶板,切顶效果不明显,仍无法减少巷道的悬顶跨度。所以在使用切顶柱的同时,辅以人工强制放顶,可有效降低巷道顶板压力和下沉量,达到留巷的预期目的。

4结论

不稳定的直接顶的下位岩层,将随时间的延长出现下沉、离层、冒落。木支架在通风不好的条件下极易腐烂,致使工作阻力下降。所以,改进开采技术缩短留巷维护时间,改进开采方法、巷道布置和采掘接续安排,缩短留巷的服务时间,对于改善留巷的维护状态,尤其是对于不稳定的顶板和木支架维护的留巷更为重要。