鹤岗矿区支护新技术的研究与应用-.doc

鹤岗矿区支护新技术的研究与应用 概 述 叙述了鹤岗矿区锚杆支护技术发展的历程，介绍了在坍塌井筒工程、软岩巷道高冒区治理工程、深部井筒修复工程、含水流沙层巷道工程等重要工程中，采用新技术、新装备、新材料、新工艺，进行支护技术的尝试和探索，并取得成功的典型案例。提出了提高掘进速度的设想。 关键词 锚杆支护 新材料 工程 案例 1 概 况 鹤岗矿区是一个具有90年开采历史的老矿区。1945年成立矿务局，距今已有62年。鹤岗矿区的成煤年代为中生代白垩纪，煤系地层总厚度1288m，呈南北走向，由西向东倾斜，为单斜构造，倾角10～39°，一般为25°左右。走向长26km，倾斜长3.5km，煤田面积91km2。矿区内共含有36个煤层，其中可采和局部可采煤层23个，煤层总厚度38～85m，含煤系数4.3～9.3%。矿区由北向南共连续分布九个矿，其中八个井工矿，一个露天矿。目前鹤岗矿区的开采深度距地表340～820m。鹤岗矿区九个井工矿中，突出矿井有三对：南山矿、益新矿和兴安矿；高瓦斯矿井有三对：峻德矿、振兴矿和新兴矿。已发生冲击地压的矿有富力、峻德、南山、新陆、兴安等矿。随着开采深度的加大，矿压显现呈增强趋势，深部巷道大变形、高应力等软岩特征日益突出，兴安四水平（-500m）已经出现岩爆现象。 2 鹤岗矿区支护技术发展历程 鹤岗矿区的巷道支护由简单、原始的棚式支护发展到今天以科学支护理论为指导的锚杆支护，经历了一个曲折、渐进的过程。 上个世纪70年代，鹤岗矿区开始推广应用锚杆支护技术，先后使用过木锚杆、金属倒楔锚杆、管缝式锚杆、胀壳式锚杆、钢丝绳锚杆、蛇形或麻花形作锚固端的圆钢锚杆、螺纹钢锚杆。锚固方式由机械锚固发展到化学锚固，由水泥锚固剂发展到树脂锚固剂。锚固状态由不具有初锚力的滞后锚固发展到具有一定初锚力的预紧锚固。锚固的部位由端头锚固发展到加长锚固乃至全长锚固。锚杆的有效荷载逐步增大，支护的安全可靠性得到提高。 回顾鹤岗矿区锚杆支护技术的发展历程，我们感到一项技术要在煤矿中得到推广，企业的领导必须更新观念，为此，自2000年起，鹤岗集团公司每年派出数批各级领导和工程技术人员参加中国煤炭工业协会煤矿支护专业委员会举办的锚杆支护学习班以及相关专业的培训班和研讨会，同时还组织技术骨干到兖州、新汶、龙口、阳泉等锚杆支护先进的矿区进行考察和学习。 2001年，富力矿在施工顶板和两帮压力显现非常剧烈的岩巷尝试采用锚、带、网+锚索联合支护代替架棚支护并取得成功，锚索支护技术开始在鹤岗矿区得到推广，现在已经成为施工现场首选的支护形式，因采用锚索支护产生的经济效益达7512万元。2003年，鹤岗集团公司制定了《锚索支护技术规范》，规范和指导锚索支护的设计与施工，为锚索、锚杆支护在鹤岗矿区的推广应用起到了保障作用。 鹤岗矿区在煤巷推广锚杆支护技术起步比较晚，推广的难度也比较大。2004年，兴安矿在施工综放工作面回风巷道时采用锚、网+锚索联合支护取得成功，为锚杆支护在鹤岗矿区煤巷中的应用开了先河。为了推动锚杆支护在煤巷中的应用，2004年，集团公司制定了《煤巷锚杆支护施工管理暂行办法》。该办法在组织管理方面借鉴兖矿的做法，成立煤巷支护领导小组，建立起质量、安全管理体制；建立围岩动态监测体系；规定支护参数选择应遵循的一般性原则；制定煤巷锚杆安装的质量标准；对支护材料的选择作了原则的要求，并对锚杆支护材料的加工制造、检验、供应等环节进行了规范。通过这个办法，加强了煤巷锚杆支护施工的组织管理、技术管理、材料管理和安全管理。通过这一系列措施，鹤岗矿区煤巷锚杆支护技术推广工作正在积极、稳妥地向前推进。 3 工程实践 近两年，在益新矿混合井井筒恢复工程、兴安四水平新副井车场重车线治理、兴安新副井井筒修复工程、峻德安全通路过含水流沙层施工等重要工程中，采用新装备、新材料、新工艺、新技术进行支护技术的尝试和探索，取得了一定的成果。 3.1 益新混合井井筒修复 3.1.1 工程概况 益新矿混合井井筒始建于1983年，其地面标高+292m，三水平标高-252.8m、井底标高-311.8m，井筒全深603.8m，净直径7.0m。1999年破产关井后，该井筒二水平（-50m）以下被水淹没，井筒废弃。2003年鹤岗集团公司决定恢复益新矿三水平生产，并对三水平进行追排水，追排水工作结束后，发现混合井井筒三水平（通路）标高上下持续发生片落。 3.1.2 井筒破坏情况 2004年9月井筒修复设施形成后，人员下井现场观测，井筒冒落情况如图1所示。 图1 井筒损坏情况示意图 ① 在三水平-255m标高、南至西南侧，井筒围岩片冒成一个长18m，深12m，高12m的冒落空间。 ② 井筒-258m标高以下54m井筒被冒落岩石充填。 ③ 冒落空间以下形成一个很深的塌落松散体，打钻探测14m未见