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近距离煤层巷道过巷掘进施工工艺应用实践

更新时间:2009-03-28

1 工程概述

塔山矿二盘区可采煤层为山2#石炭二叠纪煤层,2204掘进工作面位于二盘区以西,巷道设计长度为1810 m,巷道宽度为5.2 m,巷道高度为4.5 m,2204巷以北布置三条大巷分别为盘区回风巷、盘区辅运输巷、盘区皮带巷(见图1),三条大巷标高分别为720 m、720 m、724 m,三条大巷之间预留保护煤柱宽度为30 m。2204巷在掘进期间为便于形成稳定的出煤系统,巷道从盘区皮带巷指定位置采用爆破施工工艺进行开口施工,巷道掘进40 m后以6°俯角下山掘进直至进入山2#煤层顶底板后再继续平行掘进,当2204巷掘进30 m后将进入盘区辅运巷顶板上方,此时两巷之间煤层预留厚度为4 m,属近距离煤层过巷掘进。根据塔山矿地测科提供地质资料显示,二盘区辅运巷顶板主要以炭质泥岩、砂岩等混合岩石层为主,稳定性差,易垮落。当施工巷道掘进30 m后过巷期间受爆破震动及集中应力影响,盘区辅运巷顶板支护失效严重,局部出现冒顶现象,若不采取有效的技术措施,很容易发生重大煤矿安全事故。通过技术研究,分析了2204巷过巷期间存在的难题,并根据实际情况提出了对传统施工工艺及支护工艺进行改进,以确保施工巷道安全顺利过巷掘进。

  

图1 二盘区2204巷近距离煤层过巷掘进平剖面

2 2204巷过巷掘进施工存在的技术难题

1)由于2204巷开口施工时采用全断面爆破施工工艺,当施工巷道掘进至盘区辅运巷上方时采用该掘进施工工艺时巷道堆积的煤矸石多重量大,且全断面一次性爆破装药量大,受爆破震动、煤矸石承重以及围岩应力的影响很容易发生辅运巷顶板垮落事故。

2)盘区辅运巷原支护设计中顶板采用锚杆、锚索联合支护,锚杆长度为2.5 m,锚索长度为5.3 m,当2204巷过巷掘进时将揭露辅运巷顶板部分锚索,锚索失效现象严重,同时在过巷时辅运巷顶板锚杆锚固端与2204巷之间层间距为1.5 m,锚固质量及支护效果大大降低。

3 施工方法

2204巷过巷掘进期间为避免因大断面爆破施工造成盘区辅运巷顶板垮落,通过技术研究决定采用分层预留底松动爆破施工工艺,具体施工方法如下:

1)当2204巷掘进至25 m时停止全断面一次性爆破,采用上分层预留底松动爆破施工工艺,上分层厚度为3.5 m,预留底煤层厚度为1.0 m。

6)钢梁铺设后对其进行混凝土浇筑,建筑厚度为0.5 m,浇筑后必须与2204巷设计底板处于同一水平面。

3)过巷掘进期间上分层松动爆破每茬进度控制在0.8 m,爆破施工后及时对2204巷顶板施工永久支护,当2204巷过盘区辅运巷5 m后停止分层掘进。

在楚文化中,神与人之间的神圣界限并不像中原文化之间那样明显。在神、神树和神山的帮助下,凡人也可以登天。河南省信阳市长台关一号楚墓出土的一张彩绘锦瑟当中,上面就有一条“巫师升天图”,上面有三条龙,画面中的巫师很高大,头戴前着马首后为鸽形的帽子,长衣博袖,两只手像鸟爪,每只手拿着一条巨蛇,抬起双手,向上飞行。在巫师的两边,有两个细腰的女人,载歌载舞。整个画面显示巫师在龙的帮助下飞向天国。

4)2204巷过巷掘进期间上分层掘进到位后及时对下分层进行起底,采用风镐及洋镐进行人工起底,起底厚度为1.0 m,起底后及时将煤矸石清理干净。

3)棚腿底座固定后采用连接螺母将棚腿与其固定,棚腿与底座固定后在棚腿中部位置施工各施工两根固定锚杆,并采用卡缆将棚腿与巷帮进行固定。

5)当巷道起底到位后在盘区辅运巷正上方前后3 m范围继续起底,起底深度为0.5 m,起底后对其进行预埋11#工字钢梁并浇筑,11#工字钢梁长度为6 m,钢梁平行于施工巷道布置,钢梁间距为0.3 m,共计铺设15根,见图2。

2)上分层掘进时采用松动爆破施工工艺,爆破期间炮眼深度为1.0 m,每个炮孔填装长度为300 mm,装药量为300 g乳化炸药,孔口采用炮泥及水袋进行封堵。

4 支护工艺

  

图2 二盘区2204巷近距离煤层过巷施工工艺优化设计剖面

1)特制U29型钢棚主要由五部分组成,两节棚腿、三节顶梁组成,顶梁与顶梁之间以及顶梁与棚腿之间采用卡缆进行预紧固定,钢棚间距为1.0 m,共计架设10架U29型钢棚。

为保证2204巷过巷掘进期间盘区辅运巷顶板安全稳定,通过研究决定对盘区辅运巷架设特制U29型工字钢棚,具体施工方法如下:

实验分为练习部分和正式实验部分.在练习阶段,包括4个block,每个block共12个trail,go任务和no-go任务的trail各占一半.在正式实验阶段,包括4个block,每个block包括40个trail,go任务和no-go任务的trail各占一半.

2.2 人才整体素质偏低。人才整体学历层次低,第一学历大专以上的比例较少,大多数都是工作之后再进修,专业素养相对较低。其所学专业多而乱,高、尖、专人才严重缺乏,尤其是文艺创作人才。

2)为确保U29型钢棚架设稳定,在钢棚架设前在架设棚腿位置处进行起底,起底规格为长×宽×深=0.3 m×0.3 m×0.2 m,起底后将棚腿底座放入并进行浇筑,浇筑厚度为0.2 m,浇筑后确保浇筑面与辅运巷底板平整。

4)两节棚腿架设完后开始架设钢棚顶梁,架设顶梁时现架设两侧梁后架设中间梁,梁与梁之间采用卡缆连接且预紧力不得低于200 N·m。为确保钢棚顶梁安全稳定,采用长度为2.0 m锚索将顶梁与顶板进行固定。

5)为确保相邻两架U29型钢棚之间存在联锁固定作用,相邻两架钢棚之间采用两组连接杆进行连接,所有U29型钢棚架设完后在钢棚与顶板、巷帮间隙处填塞水泥背板,水泥背板规格为长×宽=1.2 m×0.3 m。

6)2204巷的过巷掘进期间每班必须安排专人对辅运巷架设的U29型钢棚进行检查,检查内容主要包括卡缆预紧力、钢棚变形情况等,一旦发现安全隐患必须及时处理。

5 结语

通过技术分析研究塔山矿2204巷过盘区辅运巷掘进期间存在的技术难题,并对传统施工工艺及支护工艺进行改进。实践证明采用分层预留底松动爆破施工工艺有效解决了因全断面一次性爆破时工作面煤矸量大、爆破震动力度强从而造成顶板垮落的难题,同时在盘区辅运巷架设U29型钢棚对其顶板进行加强支护,保证了过巷掘进期间顶板稳定性,保障了2204巷过巷期间掘进施工安全。实现了近距离煤层安全快速过巷掘进,取得了显著的经济效益及安全效益。

增强地方在支出层面的自主权。在下一步事权与支出责任划分中,要赋予地方更多的自主权,如支出标准,在中央总体决策的框架内,增加地方在支出方面自主决策的空间,增加地方自求平衡的空间,解决基层财政困难的问题;同时,要切实打破法定挂钩导致的固化和其他一些限制安排如预算稳定调节基金5%的限制等,体现因地制宜的因素,提升地方支出安排的自主权。

在配碳比为1时,根据图1的结果,计算了添加10%氧化硼、8%硼砂和10%碳酸钠对鲕状赤铁矿还原的影响,如图2所示。三种添加剂对还原后液相渣含量的影响是随着温度的升高而升高。添加10%氧化硼后,液相渣含量在700 ℃后增加明显,900 ℃后缓慢增加,1 300 ℃后开始降低;添加8%硼砂后,对液相渣含量的影响呈现不规律性;添加10%碳酸钠后,液相渣含量在1 100 ℃后增加明显,在1 400 ℃后开始降低。添加10%氧化硼对液相渣含量的影响要大于其他两种添加剂。

参考文献:

〔1〕高 雄.近距离煤层巷道掘进支护工艺研究[J].煤炭科技,2011(3):56-57.

〔2〕王宇飞.近距离煤层过巷掘进技术研究与应用[J].江西煤炭科技,2016(6):65-66.

〔3〕李东奇.掘进巷道过断层破碎带架设U29型钢棚支护技术应用实践[J].煤,2009(8):48-49.

〔4〕张 飞.近距离煤层巷道掘进施工工艺研究分析[J].内蒙古煤炭经济,2011(4):65-66.

〔5〕马金和.大断面掘进巷道爆破施工工艺技术研究[J].山西煤炭,2014(4):123-124.

 
姚旭
《江西煤炭科技》 2018年第01期
《江西煤炭科技》2018年第01期文献

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