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西铭矿42208工作面巷道顶板支护设计

更新时间:2009-03-28

1 引 言

巷道支护质量是影响工作面安全生产的重要因素。在进行巷道支护设计时,一方面要考虑支护的整体效果,保障巷道围岩稳定,这是设计的基础;另一方面,也要考虑工作面开采的经济效益,尽可能节约支护成本。西铭矿是山西焦煤集团的骨干矿井,年生产能力为360万t,该矿现拟定开采42208工作面,矿井原巷道锚杆支护设计整体支护效果较好,围岩变形不大,但存在着局部锚杆过密,支护成本较大等问题。因此,本文通过理论计算,对工作面回采巷道的支护参数进行合理优化,节约开采成本,保障工作面生产的正常进行。

2 工作面概况

42208工作面位于西十二采区左翼,主采2号煤层,煤层厚度为1.6~2.1m,平均1.8m,煤层倾角为1°~4°,平均3°,埋深约419m。工作面直接顶为1.9m厚的砂页岩互层,老顶为8m厚的细粒砂岩,直接底为2.62m厚的砂质泥岩,老底为2.76m厚的砂页岩互层。工作面回采巷道设计全长为671m,巷道断面为矩形,断面宽为4m,高为2.6m。

3 现有支护方案

42208工作面尚未开采,矿方初步拟定选用邻近42211工作面皮带巷的支护设计,其支护方案如图1所示。顶板布置5根锚杆,采用左旋无纵肋螺纹钢锚杆,锚杆长2.2m,直径为20mm,间排距为850mm×1000mm;两帮各打2根锚杆,也采用左旋无纵肋螺纹钢锚杆,锚杆长1.8m,直径为20mm,间排距为1500mm×1400mm。锚索采用“二二”间隔布置,每排设计2根,锚索间排距为2200mm×2000mm,锚索直径为17.8mm,长度为5.4m。

  

图1 现有支护方案

4 支护参数优化

4.1 锚杆参数的确定

(1)锚杆长度。巷道顶板及两帮的锚杆长度可由下式表示:

 

式中:L为锚杆长度,m;L1为外露长度,取0.2m;L2为有效长度,m;L3为锚固长度,顶锚杆取0.6m,帮锚杆取0.4m。

金融监管的实践证明,金融监管制度的漏洞与失误必然会带来金融市场运行的振荡与波动这一顺周期性风险。从各国金融监管的实践来看,在金融运行中建立科学的贷款损失拨备机制是缓释监管中顺周期性的重要方式。“特别是考虑到有可能的通货膨胀和资产泡沫,在经济上行周期提高金融机构的资本金要求,建立与新增贷款超常变化相联系的动态拨备要求等,以解决金融体系的顺周期性。 ”[15]

综合上述分析,为安全起见,顶锚杆和帮锚杆的锚杆长度均选用2m。

 

选择我院2016年1月-2016年12月共计100名呼吸内科重症患者。其中,男性50人,女性50人,平均年龄54±12.5岁,观察组一共50人,男性27例,女性23例,平均年龄54±3.2岁,疾病类型支气管扩张患者21例,肺癌患者18例,慢性阻塞性肺炎患者5例,其他类型疾病6例。对照组共50人,其中男性26人,女性24人,年龄56±5.1岁。支气管扩张患者20例,肺癌患者19例,慢性阻塞性肺炎6例,其他类型疾病5例。排除标准:1.已死亡;2.转院治疗;3.拒绝进行护理和后期治疗。[2]两组患者在年龄,病症类型,性别等的方面没有显著地差异,(P>0.05)不具有统计学意义。

帮锚杆的有效长度即巷道围岩的破坏深度,有

 

(2)锚杆直径。锚杆直径可用下式进行计算。

顶锚杆的有效长度即为顶板免压拱高度b,有

式中符号含义与前相同,代入数据,得C=1.21m。因此,帮锚杆长度应大于1.81m。

术后护理的责任人观察患者的下肢情况,按照下肢深静脉血栓体征特点[3]:①患者下肢肿胀程度;②压痛情况;③Homans征;④浅静脉曲张程度,判断患者是否形成下肢深静脉血栓。另外,由患者对护理责任人进行满意度评分,采用10分制,6分以上为满意,6分及以下为不满意。

 

式中:d为锚杆直径,mm;Q为锚杆锚固力,取68kN;σt为锚杆抗拉强度,取500MPa。带入数据,得d=13.18mm。在实际中,应考虑一定的安全系数,因此,锚杆直径可选为20mm。

(3)锚杆间排距。锚杆的间距可由下式确定。

本研究结果显示,该地区海勤女性人员的总体健康状况和情感职能等维度的得分均高于国内同性别同年龄段人群,其他维度得分差异无统计学意义,提示女性海勤人员具备良好的身体素质和心理素质,适应环境能力强。但是,男性海勤人员生理功能、生理职能、躯体疼痛、一般健康状况、社会功能、情感职能等维度得分均低于国内同年龄段同性别人员,提示由于特殊的生存环境,男性身体和心理可能受到了一定的影响,因此需加强海勤特殊工作环境下男性海勤人员身体健康和心理健康防护,提高男性海勤人员健康生命质量。

 

通过前面的计算,确定新的支护方案为:

对于顶锚杆,带入数据可得a1a2=1.6m2。为安全起见,可适当加密,综合考虑,顶锚杆间排距应为0.85m×1.1m。

对于帮锚杆,带入数据得a1a2=1.2m2。因此,帮锚杆间排距应为1.2m×1m。

4.2 锚索参数的确定

(1)锚索长度。锚索长度可通过下式进行计算

 

式中:Ls为锚索长度,m;Lw为外露长度,取0.4m;Lb为不稳定岩层厚度,取2m;Lm为锚索锚固长度,取1.5m。计算可得Ls=3.9m。为安全起见,考虑一定安全系数,锚索长度可取为4.3m。

(2)锚索布置。锚索应布置在巷道中部,每2排锚杆之间垂直于顶板布置1根锚索,排距应为2.2m。

或许,如果我告诉他们我是一个分歧者,对于该如何选择感到茫然无措,他们能理解我的处境,说不定还会告诉我“分歧者”是什么,意味着什么,为什么会处境危险。但在这个秘密上,我不能相信他们,所以我将永远不会知道答案。

4.3 确定支护方案

式中,a1、a2为锚杆间、排距,m;K 为安全系数,取2;其余符号与前面相同。

(1)顶板支护:锚杆采用直径为20mm的左旋无纵筋螺纹钢筋,长度2m,间排距为0.85m×1.1m,每排5根,全部垂直于顶板布置;锚索采用直径为17.8mm的高强度低松弛预应力钢绞线,锚索长度选择4.3m,每2排锚杆之间布置1根锚索,排距为2.2m,垂直于顶板布置。

(2)两帮支护:锚杆采用直径为20mm的左旋无纵筋螺纹钢筋,长度2m,间排距为1.2m×1m,每帮每排布置2根锚杆,全部垂直于两帮布置。

式中:B为巷道宽度,取4m;H为巷道高度,取2.6m;φ为围岩内摩擦角,取40°;f为顶板普氏系数,取4。代入参数,得b=0.85m。因此顶锚杆长度应大于1.65m。

5 支护方案对比

新的支护方案综合考虑了理论计算结果和巷道实际情况,可以保障巷道围岩的稳定,下面主要从经济角度对比2个支护方案。表1、表2分别为每百米巷道支护成本统计结果。

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表1 新的支护方案成本统计表

  

名称 型号 每排 每m数 百米成本(元)高强锚杆 20#-M22-2000 9 9 41265顶锚索 MS-φ17.8-1×7-4300 1 0.5 5000树脂药卷 CK2360 10 10 7830树脂药卷 K2380 11 11 11462钢筋托梁 φ12-80-3600-850-5 1 1 8000金属网 7.8×1.1m 1 1 22290.84锚杆托盘 120×120×8m 9 9 7200锚索托盘 250×250×12m 1 0.5 2375.5 W护板 BHW3-210-300 4 4 6000合计 101293元

 

表2 原有支护方案成本统计表

  

名称 型号 每排 每m数 百米成本(元)高强锚杆 20?-M22-2200 5 5 25215高强锚杆 20?-M22-1800 4 4 16504顶锚索 MS-φ17.8-1×7-5400 1 1 13500树脂药卷 CK2360 10 10 7830树脂药卷 K2380 11 11 11462 W钢带 BHW220-3-3600-850-5 1 1 18000金属网 6.0×1.2m 1 1 17146.8锚杆托盘 110×110×10m 9 9 7560锚索托盘W护板300×300×16m BHW3-210-300 1 4 1 4 6800 6000合计 130018元

通过表1、表2可看出,新的支护方案较原有方案每百米节约成本22.1%,降低了开采成本,提高了经济效益,支护系统也更加合理,支护质量有所提高。

6 结论

根据西铭矿42208工作面实际地质情况,利用理论计算的方法对其回采巷道支护参数进行优化,得到以下结论:

(1)原有支护方案基本可以满足生产需要,但是存在着局部过密,支护不合理,成本较高等不足,需对其进行优化设计。

苏楠她们看出来了,所谓的误工费,与谢修平无关,是小谢逼着老子要的。中山装的事让李峤汝心存感激,她上去握住谢修平的手,晚辈孝敬老爷子,应该的。这么热的天,辛苦老人家了!那小谢趁机说,一千块算了,要不是我爹最近老是这病那病的,我也不开这个口了。

(2)利用理论计算,对巷道支护参数进行计算,综合考虑计算结果和安全因素,确定巷道支护参数。

(3)对2个方案结果进行经济效益比较,结果发现新的支护方案成本明显降低,支护系统更加合理,支护效果进一步提高,为工作面的安全、高效开采奠定了基础。

原料:牛奶 60克、低粉75克、奶油150克、盐2克、玉米油30克、黑芝麻适量、细砂糖(蛋白)40克、细砂糖(蛋黄)10克、鸡蛋4个、细砂糖(奶油)20克、装饰草莓9个

参考文献:

[1]汪华君,胡云江,朱恒忠,等.渝阳煤矿深部巷道支护优化设计研究[J].矿业安全与环保,2015,42(2):92-95,99.

[2]刘波,郭德勇,杨玉生.软厚煤层综放回采巷道支护优化数值模拟[J].矿山压力与顶板管理,2001(3):1-4,94.

[3]陈绍杰,屈晓,刘勇,任凯强,等.回采巷道支护参数优化及数值分析[J].中国矿业,2017,26(5):93-97,101.

[4]于先富,阎石.回采巷道锚杆支护设计[J].煤炭技术,2008(2):48-50.

[5]赵建国.赵庄煤矿受采动影响巷道支护设计 [J].煤矿开采,2011,16(2):59-62.

[6]张金龙.煤矿回采巷道支护设计研究 [J].今日科苑,2009(13):150-151,117.

[7]张向东,吕金伟,周新勍,高飞.特厚煤层大断面巷道支护设计及分析[J].金属矿山,2014(8):29-32.

 
刘星
《煤矿现代化》 2018年第04期
《煤矿现代化》2018年第04期文献

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