煤矿现代化 ２０１０年第１期 总第９４期 皖北煤电集团任楼煤矿 苏生王海龙衡肖飞 中图分类号：ＴＤ３５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—０７９７（２０１０）０１—００７８－０２ 皖北煤电集团任楼煤矿设计年产量１５０万ｔ，采用一对立 井分水平、主要石门开拓，近距离煤层群集中开采方式。主要 焊制的梯子梁，网为金属编织网。顶板加强支护采用小孔径预 应力锚索，规格：中ｌ５．２４×６．４ｍ钢绞线，有效锚固长度６ｍ，间 可采煤层集中在二迭系石盒子组，自上而下分为上煤组（３１ 煤）和中煤组（５１，５２，７２，７３，８２煤），煤层倾角ｌ３～２０。，平均 ｌ７。。现主采煤层为中煤组７２，７３，８２煤层，平均厚度分别为 ２．７２ｍ，２．１２ｍ，１．９４ｍ；７２与７３煤层在部分区域为合并区，煤层 平均厚度４．８ｍ。７２，７３，８２煤层的平均坚固性系数分别为 ０．４９２２、０．４８３、０．６７３，顶板岩石单轴抗压强分别为３７．６ ＭＰａ、 ３８．４ ＭＰａ ５３．３ＭＰａ。近年来矿井综采技术日益成熟，给煤巷支 护带来了一系列问题，推广煤巷锚杆支护已刻不容缓。 １煤巷支护的历史 任楼煤矿本煤层的机巷和风巷的支护方式主要有两种： 架工字钢对棚支护和锚杆支护。这两种情况在主采的７煤和８ 煤中均有不同程度的应用，但在所有的沿空煤巷中，全部采用 架棚支护；在实体煤的机巷中，锚杆支护有少量的应用．相对 而言，８煤机巷（如８２１５、８２１７矶巷）的锚杆支护较成功，７煤 中有少量的应用（如７２４６机巷），效果也不好。采用锚杆支护 时，主要以高强度左旋螺纹钢锚杆为主。 传统的工字钢棚支护，断面较小，综采工作面机巷为： 梁×腿＝３．２ｍ×２．８ｍ 风巷：梁×腿＝３．２ｍ×２．８ｍ。存在如下问题： （１）该种支护方式用于大断面大跨度巷道支护时，支撑力 小，控制巷道变形能力很低；理论分析表明，当巷道跨度超过 ４．０ｍ时，工字钢棚的支护作用将会显著降低，其幅度在原支护 能力的５０％以上，不能有效控制巷道围岩变形； （２）受采动影响时，支架受力日寸扭曲变形、折损严重、回撤 困难，劳动强度大； （３）由于该种支护方式下的巷道变形量大、维护困难，严 重影响着综采面两巷的畅通、煤炭运输、泵站的铺设与移动； （４）两巷复杂的超前维护及管理方式要求大量的人工劳动， 与综采机械化采煤技术很不相称，Ⅱ影响工作面的快速推进。 以上问题对工作面的高产高效影响极大，制约了设备能 力的进一步发挥，因此，改革工作面两巷的支护方式对推动任 楼煤矿开采技术的进一步发展具有重要的作用。 ２煤器锚梁网索支护效果、经验及存在问题 ２．１支护效果及经验 采用锚网梁索支护的煤巷，均沿煤层顶板施工，巷道断面 为斜矩形，锚杆为中２２×２４００ｍｍ左旋无纵筋等强螺纹钢锚 杆，间排距８００×８００ｒａｍ，矩形布置，顶部锚杆每肛３卷Ｚ２３４０ 树脂锚固剂锚固，帮部每眼２卷树脂锚固剂锚四；锚杆锚固力 不小于８０ＫＮ，螺母预紧力不小于１２０Ｎ．Ｉｎ，梁为寸】ｌ２ｍｍ钢筋 ・７８・ 排距为２ｍ×２．４ｍ，矩形布置，每眼４卷Ｚ２３４０树脂锚固剂锚 固，外露３００ｒａｍ，锚索预紧力为１３０ｋＮ。 ２００５年６月任楼煤矿同中国矿业大学在８２１５工作面机 巷进行锚梁网索支护试验，巷道顶板支护采用“高强度锚杆＋ 钢筋梯＋菱形金属网”，锚杆的锚固形式采用加长锚固，目的 是为了在巷道顶板中形成抵抗变形的预应力锚固结构，以此 保证巷道顶板的稳定性。两帮支护采用“高强度锚杆＋钢筋梯 ＋菱形塑料网”，锚杆的锚固形式采用加长锚固，目的是为了尽 量控制两帮的相对移近量，避免巷道过大的顶板下沉。 、；道加强支护根据煤层软弱和巷道上方已采完的事实。 采用／Ｊ，￣Ｌ径预应力锚索进一步保证巷道的整体稳定性。 通过对锚梁网索实验段的观测表明：在距工作面采动前 方３０ｍ采动影响较剧烈范围内，两帮移近速度最大值 ２．６ｍｍ／ｄ，两帮累计移近量９６ｍｍ；顶底板移近速度最大值 ８．２７ｍｎｖ＇ｄ，顶底板累计移近量２９８ｍｍ。底鼓速度最大值 ４．６ｍｍ／ｄ，底量１２６ｍｍ。在距工作面采动前方３０～１００ｍ，受采动 影响较弱，此范围内两帮移近速度最大值２．０９ｍｍ／ｄ，两帮累计 移近量６３ｍｍ；顶底板移近速度最大值６．１７ｍｍ／ｄ，顶底板累计移 近量ｌ０６ｒａｍ。底鼓速度最大值２．８３ｍｍ／ｄ，底量７７ｒａｍ。在距工作 面采动前方１００ｍ以外，受采动影响很小。从实验的情况看，锚 杆支护系统可以有效地控制围岩变形，保持巷道稳定，能够满 足安全生产。 ２．２存在问题 （１）煤巷锚杆支护率低。部分人员没有从支护机理上认识 到锚杆支护更趋于主动支护，而架棚巷道则更多是被动支护。 他们认为煤巷使用锚粱网索支护不如架设工字钢棚安全、可 靠，简单。客观原因主要是锚梁网索支护工艺不熟悉，不能缓解 近距离煤层群开采方式强度大而造成采掘接替紧张的局面，同 时矿井地质构造复杂给锚梁网索支护带来了很大的难度。 （２）锚杆支护设计缺乏理论依据，支护参数千篇一律。锚 杆支护参数设计方面基本采用工程类比法，不论煤层顶板类 型，均采用 ２２ Ｘ ２４００ｒａｍ的螺纹钢锚杆，支护参数基本相同， 设计思想偏于保守，锚杆密度偏高，锚杆实际受力常常远低于 杆体强度，支护系统的能力得不到发挥，技术经济优势不能充 分体现，阻碍了锚杆支护技术的提高。 （３）支护材料性能、施工质量、监测技术等不能完全满足 安全生产的要求，工程隐蔽性强，系统的安全可靠性没有根本 保证。这些问题是相互影响、相互制约的，限制了锚杆支护的 使用 围，阻碍了锚杆支护的推广应用； （４）锚杆的辅助支护措施不配套：在锚杆支护实践中，锚 杆的托板、螺帽、金属网、钢带及钢筋梯等辅助支护措施不仅 煤矿现代化 ２０１０年第１期 总第９４期 煤矿被破坏基本导线点ａ－５ｆ￣复 河南省义马煤业集团股份有限责任公司义海公司 李矿伟 安阳大众煤业有限责任公司 苏轩 摘要本文对无连接角附和导线测量在义煤集团新安矿局部恢复被破坏的基本控制导线中的应用 和具体的测量、计算步骤进行讨论。 关键词基本控制导线 符合导线 连接角 坐标方位角 中图分类号：ＴＤ１７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—０７９７（２０１０）０１－００７９－０２ 测量工作是矿山的眼睛。在井下测量中，控制测量是井下 给向和测图的基础。受井下条件限制，井下的基本控制工作由 １基本原理 一系列布设在巷道内的首尾相连的导线来进行，为传递导线 所谓无连接角附和导线就是两已知导线点相对独立，已 而埋设在巷道顶板上的导线点就是一切测量工作的关键。新 知导线点与已知导线点之间不通视，不能够传递坐标方位角。 安矿在１９８８年投产后，沿副ｌ和副２斜井、石门、主皮带运输 如图１所示。该方法首先对导线边ＡＰ２假定一个坐标方位角 斜井、主要运输大巷、主要上下山等布设７”级导线作为井下 ，依次推算出各导线边的假定坐标方位角 ｉｉ 。然后按支导 的基本控制导线；在采区上、下山以及车场等巷道布设１５”级 线的计算顺序推求各点的假定坐标Ｘ ｙ ｉ 。由几何原理知，实 导线作为采区控制导线。随着矿井服务年限的推移，原先布设 际的导线与按假定坐标方位角推算的导线呈形状及大小均相 在巷道内的基本控制导线点受巷道压力、巷道维护等原因遭 同的关系，仅仅是它们所处的方位有所不同，只要将这条推算 到破坏；特别是１９９５年突遇奥灰突水淹井后，基本控制导线 的导线旋转至实际位置即可。其旋转角８为： 点所剩无几，给我矿的测量工作带来极大困难，也给我矿的安 全生产带来不安因素。如果重新建立井下基本控制导线，就需 要投入大量的人力、财力和时间。涉及到联系测量、陀螺边定 Ｂ 向、长时间占用井下主要运输巷道等一系列问题，势必影响到 生产，给矿井带来极大的经济损失。而无连接角附和导线测量 就可以在矿井生产或运输的间歇，根据生产需要有选择的局部 恢复需要恢复的井下基本控制导线点。具有时间短、精度高、不 图１原理示意图 影响生产的特点．从而能够更好地服务矿井的安全生产。 ８＝ ＡＰ２一 ＡＰ２ 能承受载荷，而且可以将载荷传递到锚杆。此时若这些附件的 通过合理的使用小孔径锚索或高预拉力钢铰线桁架支护 性能与锚杆不匹配，那么即使锚杆本身的强度再高，它也不能 系统，可以有效建立深部稳定围岩和浅部锚固结构间的联系， 承受较大的载荷，从而不能不影响锚杆本身强度的充分发挥。 进一步控制巷道围岩变形，杜绝巷道冒顶事故的发生。 目前，生产单位普遍对此不够重视，锚杆支护质量和控制围岩 窄煤柱滑空巷道围岩的破碎及完整性明显差于实体煤巷 变形能力必然较低； 道，在受采动影响时，其上覆煤岩的运动规律和对巷道的影响 （５）锚杆支护的应用范围不广，一些复杂条件下的支护效 与实体煤巷道明显不同。为此，在窄煤柱沿空巷道的围岩控制 果不理想：由于矿井本身的地质条件复杂多变，施工队伍的经 申，应坚持“保证顶板稳定、控制巷帮变形”的原则，采用“高强 验和习惯等问题的存在，使得锚杆支护速度慢于架棚支护，为 度锚杆＋预应力钢铰线桁架”的支护系统。 了不影响采掘接替，造成锚杆支护的应用受到了很大影响。 ３．４探索保护巷道煤岩体稳定的注浆固化技术 ３推广锚梁网索支护的关键举措 锚杆支护的优越性虽然很明显，但在一些复杂的地质条 件下，单纯使用锚杆（索）支护技术还是存在一定的风险。如果 ３．１ 采用科学的设计方法。以确定合理有效的锚杆支护参数 从安全和支护效果方面考虑，联合支护技术则是解决复杂条 采用锚杆支护动态系统设计方法进行锚杆支护参数及方 件下巷道围岩控制的主要手段，如锚架联合、锚注等。从目前 案的设计，与初期的工程信息反馈及以后的监测数据相接合， 的国内情况看，在煤巷中，锚杆（索）支护与化学注浆加固是解 进行支护参数优化，以保证最大限度地控制围岩变形和支护 决复杂条件煤巷支护最有效的方法。 费用低廉。 作者简介 ３．２完善锚杆施工和监测技术 苏生（１９８４一），男，安徽淮南人，助理工程师，２００７年毕业 锚杆支护的安全监测技术是高强度锚杆支护技术的一部 于安徽理工大学采矿工程专业，现在任楼煤矿生产技术部从 分，是应当始终坚持采用的必要手段。以此可以做为总结巷道 事矿井设计工作。 矿压规律、调整锚杆支护参数，保证巷道安全的技术依据。 ３．３采用小孔径预应力锚索、桁架支护系统、ｗ型钢带做为 顶、帮加强支护 （收稿日期：２００９—９—３） 。７９’