铁拱架喷浆联合支护在煤层复采巷道中的应用.doc

铁拱架喷浆联合支护在煤层复采巷道中的应用 杨帮武 刘小忠 徐利鹤 （江西花鼓山煤业有限公司，江西　新余，338019） 摘要：针对山南煤矿北翼浅部复采区域的特点，运输大巷过采空区、构造带等地段采用铁拱架喷浆联合支护，大大减小了巷道失修率，改善了矿井作业环境，提高了经济效益。 关键词：复采；联合；失修率；观测 1、概述 山南煤矿北翼浅部至今已有50多年的开采历史，目前属于复采阶段。该井田开采三迭系上统安源组大禾山段倾斜～急倾斜煤层群（主采D4、D5下、D5上煤组）。矿井水文地质条件中等待；属于低瓦斯矿井，绝对涌出量1.54m3/min，相对涌出量6.13m3/t；煤尘具有爆炸性；煤层倾角在35°～60°变化；煤层自燃发火期为3～6个月。1995年之前矿井主要开采D4煤层，2000年后对D5下、D5上煤层进行复采。 2、问题提出 原开采D4煤层余留下大量老巷和采空区等对D5煤层造成了很大破坏，复采区域过煤层（或采空区等）地段运输大巷使用以往铁支架、砼等支护的效果较差，巷道破坏严重，巷道失修率较大。 3、问题解决方案 2009年后运输大巷过煤层、采空区、构造带等地段改用铁拱架+喷浆联合支护方式，通过观测，支护效果明显得到改善。 4、铁拱架支护设计 1）铁拱架使用9号矿用工字钢制作。 2）铁拱架分为上部的半圆拱心和下部的棚腿两部分制作，上下两部分的端部焊接铁板，在铁板上钻螺孔，上下用螺栓连接固定。 3）大巷断面为半圆拱形，设计净高2.6m，净宽2.8m。半圆拱心净宽2.8m，净拱高1.4m。棚腿长度1.4m（包括脚窝深度0.2m）。 4）棚腿底部焊接一块铁板，厚度10mm，长200mm，宽200mm，防止“插针”现象。 5）用钢丝网和厚木片拼帮护顶。 6）用直径100mm左右的小圆木打撑筒。 7）铁拱架支护好后，进行喷浆封闭，喷浆厚度30mm。 8）喷浆体养护。 附铁拱架支护设计图 5、支护工艺 1）把巷道中腰线画至齐头。 2）找到巷道中线点，从中线点向两帮各量取内空1.4m为棚腿内空位置，棚距内空0.5m。 3）挖好脚窝，放入棚腿，临时固定好，使棚腿上端在腰线上0.1m为准（钢轨面上1.0m高为腰线位置），。 4）把半圆拱心抬起架好，两边搁到两边棚腿上。 5）对好两边螺孔，两边棚腿和半圆拱心用螺栓固定好（一边四个螺栓）。 6）调整好整台拱架，要求架设对山、棚距一致、跟好中腰线，与后面拱架高宽对齐。 7）用钢丝网和厚木片拼帮护顶。厚木片相隔约0.3m一根布置，一架拱台约用22根木片。顶帮有空处打木垛或用矸石充填，做到顶帮严实。 8）打撑筒，半圆拱心段均匀打三根，两边棚腿上各打二根。要求前后打紧，对齐成线。 9）喷浆封闭，喷浆厚度30mm。 10）喷浆体养护。喷完浆后每天对喷浆体洒水一次，养护期为7天。 6、矿压观测 在采用铁拱架+喷浆联合支护完成后，立即对巷道变形情况进行了观测，共布置三个测点，每个测点的观测内容包括顶板下沉量和两帮收敛量，巷道变形观测采用 “十字法”进行，观测时间为每月一次。观测结果见表1。 表1 巷道支护位移观测情况（单位：mm） 观测点 时间 1号观测点 2号观测点 3号观测点 顶板下沉量 两帮移近量 顶板下沉量 两帮移近量 顶板下沉量 两帮移近量 一月后 1 2 2 3 2 3 二月后 2 4 3 5 3 6 三月后 5 5 6 7 8 7 中期略 略 略 略 略 略 略 九月后 12 7 14 10 15 9 十月后 12 7 14 10 15 9 十五月后 12 7 14 10 15 9 支护完成后支架在前期有少量变形，至九月后巷道开始无变形，至今趋于稳定，喷浆体完好。 7、几点体会 1）使用铁拱架主要承受巷道压力，抗压能力较大。 2）使用喷浆封闭巷道，避免了煤（岩）、木料、钢丝网、及铁拱架等的风化。 3）铁拱架+喷浆联合支护形成整体，抗压抗拉强度远远高于单一铁拱架或喷浆支护方式。 8、结语 从三个测点的支护位移情况分析可知，松软煤（岩）层内运输大巷采用铁拱架+喷浆联合支护后，前期支架有少量变形，至支护后九月开始至今无变形，喷浆体完好，巷道变形得到了有效控制。山南煤矿北翼浅部自从使用铁拱架+喷浆联合支护以来，运输大巷失修率由原来的10％减少为现在的1％，有效改善了矿井生产环境，大大减少了维修费用，提高了矿井经济效益。 作者简介：杨帮武（1977- ）,男，江西新余人，2009年毕业于江西应用工程职业技术学院采矿专业，大专学历，助理工程师，现从事煤矿开采技术管理工作。 1