2023年《安全技术》之白芨沟矿锚杆支护及效益浅析.docx

白芨沟矿锚杆支护及效益浅析 白芨沟矿是年产150万t的现代机械化矿井，随着机械化程度的提高，对巷道掘进支护材料的改革也日益紧迫地提到议事日程。锚杆支护是较科学、较平安、较省力、较节耗的先进支护技术。白芨沟矿从20世纪70年代就开始使用锚杆支护，随着锚杆支护技术研究的不断深入，我们在不断稳固和开展岩巷锚杆支护的同时，从1992年开始先后在一层煤、二层煤的煤巷中使用锚杆、锚网、锚喷支护。 1 推广应用锚杆支护的过程 1.1 由中小断面巷道开展到大断面巷道 从20世纪70年代到80年代初，我矿仅在4～14m2中小断面的准备、开拓巷道采用锚杆支护。从80年代中期至今，在断面较大的巷道中也应用了锚杆支护。例如北一四阶段运输下山绞车房，北四暗斜井绞车房，南二三阶段1676水仓，南二四阶段1660中巷各横川下口机头泵站硐室，2421（一）大切眼等，断面积均在20m2以上，均采用锚杆支护完成了施工任务。 1.2 由稳定岩层开展到特殊地质条件的岩层 在20世纪80年代中期以前，锚杆支护主要在岩性较硬、较完整、较稳定的岩层中应用，假设遇断层、破碎带、采空区、动压区等，那么采取架棚支护或砌碹支护。架棚支护尤其是砌碹支护，费工、费时、费料，施工平安性较差。所以自80年代末，白芨沟矿就开始摸索在特殊地质条件的岩层使用锚杆支护的方法。在南三采区1744中巷延长段，遇到30m断层破碎带，在南三轨上遇到近40m断层破碎带，在南二1660中巷遇到屡次超过100m的破碎带，在南四1700中巷也遇到50m破碎带等等，按常规这些效劳年限较长的准备巷道，遇到破碎带，必须进行砌碹支护。但是我们经过深入细致的调查研究分析，采取导硐法，预留光面层，然后采取浅打眼、少装药、放小炮的方法，将整个巷道断面掘出，最后及时将全断面挂网锚喷，顺利地通过破碎带。南三轨上、运上，都要和地面打通，在接近地面30m时，遇到风化带，按常规也必须砌碹施工但是我们采取导硐法，先贯穿，后刷帮挑顶，全断面挂网锚喷，也顺利地解决了这一施工难题。1756边界提料上山，处在南二、南四两个采区中间，是整个南四采区运输的枢纽，其上方是4321采空区，下方是4421开采区，每年开采都要从其旁通过，该处年年维护，年年压垮，是个重灾区。2023年，我们一改往昔的挑扩喷维修方法，也没有采取砌碹和架棚支护，而是先将整个岩巷断面挑顶扩帮，满足提料运输高度和宽度后，喷浆100mm，及时将整个断面进行锚网索支护，充分运用锚索的自承作用、组合梁作用和悬吊作用，较好地解决了该处年年压垮，年年维修的难题。这为特殊地质条件的岩层应用锚杆支护闯劲出一条新路。 1.3 由开拓准备巷道开展到回采巷道 1992年以前，白芨沟矿仅在不受采动影响或采动影响较小的开拓、准备巷道采用锚杆支护。现经矿压观测后，掌握了回采巷道的开凿、闲置、回采使用各个阶段的巷道矿压显现规律，在此根底上，大胆地在回采巷道推行锚杆支护。1992～2022年，先后在1900小井、南四小井、北三小井、太华小井、西山小井等的回采巷道的回顺、运顺、运煤下山等巷道中进行锚杆支护，取得经验后，2022年又开始在大井综放工作面的2421（一）切顶巷、运回顺、大切眼、瓦斯顶板巷等巷道中推广使用锚杆支护。具体方法：在综放回采巷道开掘后，采用锚网耦合、锚索加固支护或者玻璃钢锚杆及竹锚杆联合支护；在回采阶段，在采动影响超前应力集中区的回顺、运顺20m内加强支护，即采用单位液压支柱配合铰接顶梁上下帮各一排的支护形式，形成锚网索、支混合的支护结构。 2 技术经济效益分析 2.1 加快了巷道的掘进速度 自1992～2023年期间，锚杆支护巷道月平均单进176m，而采用架棚支护的巷道月平均单进118m。因此锚杆支护的巷道比架棚支护巷道的掘进速度提高49%。锚杆支护巷道掘进速度加快的原因。 （1）锚杆支护施工工艺简单，而架棚支护施工工艺复杂。 （2）在支护后净断面相同条件下，煤巷用锚杆支护比用架棚支护掘进毛断面小1.9～4.2m2，（如综采、综放大切眼，毛断面都是22m2，净断面为17.8m2，综采综放在眼里回顺，毛断面都是9.1m2，净断面为7.2m2）少掘巷道断面积25%，从而提高了断面有效利用率。 （3）架棚支护的巷道爆破时常出现歪棚或倒棚的现象，而锚杆支护的巷道爆破时不会有这种倒棚扶棚现象，从而提高了工时的有效利用率。 （4）架棚支护的巷道，受上下两侧挤压的影响易变形，常出现前面掘进一段，后巷变形严重，不得不停掘进行后巷维修，而锚杆支护的巷道，在效劳期间根本上不维修，根本上杜绝了巷道前掘后修的现象，节省了大量时间。 正因为锚杆支护巷道掘进速度快，因而提高了单进和综合单进水平，保证了采与掘的接续。如2421（一）综放工作面，运二川～运一川全长550m运顺，2023年3月份原设计为采用架棚支护，安排一个掘进工作面施工，按单进120m计算，需4.6个月，到2023年7月中旬才能掘完。而2421（一）综放工作面2023年6月初就要采过运一川，这样2421（一）工作面就要停产1.5个月，少出煤15万t，价值2250万元。由于接续紧张，将原来准备用架棚支护的2421（一）运顺改用锚杆支护。结果综掘队2.5个月就掘完了这段工程，创出了锚杆支护巷道月进尺228m的好成绩，比原来方案架棚支护的单进120m，提高了90%，提前16d完成了该巷道的施工任务，保证了2421（一）工作面的正常接线。 2.2 改善巷道支护状况 提高工作面单产 由于锚杆支护能对巷道围岩主动及时支护，而且支护效果好，顶板下沉量小，巷道维护量小。它克服了巷道用架棚支护损坏严重和巷道端头维护困难的弊端，使上下出口畅通，加快了回采工作面推进速度，提高了工作面单产。2421（一）大切眼用锚杆支护比2321（四）大切眼用木棚支护节省时间11d；2421（一）大切眼安装支架和设备比2321（四）大切眼安装支架和设备，因防止安装过程中改棚回收支架等工艺，工作面安装提前9d完成。上述两项共节省时间20d，多出煤7万t。2421（一）回顺、运顺都是锚杆支护，2321（四）回运顺都是金属棚支护，它克服了巷道用架棚支护损坏严重和巷道端头维护困难的弊端，使上下出口畅通，加快了回采工作面推进速度，2421（一）综放工作面比2321（三）综放工作面月平均单产多出煤2万t。 2.3 降低了掘进工作面的支护费用 锚杆支护与金属棚支护、木棚支护相比，节约了大量掘进支护费用，且有显著的经济效益。在支护后净断面相同的条件下，煤巷用锚杆支护比用架棚支护节省支护本钱费和维护费在200～1100元/m，我矿每年锚杆支护巷道达600m以上，由此每年降低掘进工作面支护费和维修费用可达20万元以上。 （石凡生 李祥 杨少国）