徐州矿区煤巷锚杆支护技术简介.ppt

徐州矿区煤巷锚杆支护技术简介 1 徐州矿区煤巷锚杆支护发展及现状1.1徐州矿区自然状况简介 徐州矿区位于江苏省徐州市铜山、沛县境内，有贾汪、闸河、九里山、丰沛四个含煤区。徐州矿务集团公司本部现有8个生产矿，9对井，设计生产能力771万t，核定生产能力1040万t，2008年实际生产原煤1560万t，综合进尺完成14.2万m。煤系地层可采煤层4～8层，煤层总厚5～10m，平均7m。其中石炭二叠系太原组（俗称屯头系），含有17、20、21层可采煤层，均为薄及极薄煤层，煤种为肥煤，低灰、高硫、低磷；17煤直接顶为砂质页岩，较破碎，20、21煤为石灰岩，坚硬、致密、完整。 石炭二叠系山西组（俗称小湖系），含有7、9层可采煤层，为中厚～厚煤层，煤种为气煤，中灰、低硫、低磷；煤层的直接顶主要为砂岩或砂质页岩；石炭二叠系下石盒子组（俗称夏桥系），含有1、2、3层可采煤层，为中厚～厚煤层(以矿区东部为主)，煤种为气煤，中灰、低硫、低磷。直接顶主要为砂岩或砂质页岩。煤层为缓倾斜、倾斜煤层，煤层间距东部矿区大体为：3煤～9煤130m；9煤～20煤150m；20煤～21煤30m； 西部矿区2煤～7煤120m；7煤～9煤30m；9煤～20煤130m；20煤～21煤30m；矿区内煤层赋存状况复杂，自然条件相对较差。“三软”煤层占总储量的33%，煤层倾角25～45°的煤层占总储量的13.2%。大中型构造1条／km2，小断层64条／km2。加之煤炭资源紧缺，生产较集中，开采强度大，巷道受采动影响问题突出，给巷道支护带来很大困难。 1.2 徐州矿区煤巷锚杆支护发展简介 多年来，徐州矿区在煤巷支护改革方面虽经历了工字钢梯形支架替代木支架， U型钢拱形支架替代部分工字钢梯形支架等过程，但未能彻底解决煤巷支护问题。在二十世纪70年代中期广泛推广应用光爆锚喷支护的基础上，开始了煤巷锚杆支护的试验研究。二十世纪70～80年代，这一时期的煤巷锚杆支护进尺相对较高。指导理论主要是悬吊理论，少量应用组合梁理论。 煤巷锚杆支护技术一直处于全国领先水平，曾受原煤炭部委托，派技术小组到邢台矿务局等单位进行煤巷锚杆支护技术示范，期间先后有三十多个矿务局来徐州矿区参观学习。二十世纪90年代初期由于发生了一起“不可抗拒”的冒顶事故，而当时的煤巷锚杆支护技术水平又不能完全解决某些技术难题，因而发展较为缓慢，煤巷锚杆支护进尺也有所下降。到1998年底，煤巷锚杆支护进尺累计也只有 24.5万m，锚杆支护结构虽然由单体锚杆发展到锚网、锚网梁、锚网棚联合支护等多种形式，但没有从根本上改变锚杆支护结构、提高技术含量。因而，也始终没有达到扩大应用范围的目的。 1999年前的徐州矿区煤巷锚杆支护主要存在着以下诸多问题: （1）锚杆及其配件的结构性能差，不能实现快速安装。 （2）锚杆支护结构不尽合理，整体强度低。 （3）对煤巷锚杆支护的施工工艺研究不够深入。 （4）锚杆施工机具有待进一步完善。 （5）锚杆支护材料加工不规范。 （6）对松散破碎复合顶板巷道、“三软”煤层巷道和全煤巷道等复杂地质条件下的锚杆支护作用机理认识不足，从而造成对其设计的不合理。 （7） 煤巷锚杆支护监测监控体系不完善 （8） 缺乏适合本矿区的煤巷锚杆支护技术规范 1.3 徐州矿区煤巷锚杆支护现状 通过对煤巷锚杆支护新技术的研究，提出了适合于徐州矿区的锚杆支护理论和围岩分类原则，研究出了徐州矿区树脂锚杆支护三径匹配原则。虽然表面看上去锚杆支护结构形式没有发生多大变化，仍然是单一锚杆、锚杆＋钢带梁、锚杆＋网、锚杆＋钢带梁＋网或锚梁网＋锚索等方式，但其实质已发生了很大的变化：锚杆是课题组研制的、国内先进的、性能优越的左旋无纵筋变截面螺纹钢等强锚杆，托板是强度匹配的碟形托板，螺母是课题组研制的快速安装防松加厚螺母，网是高质量的菱形金属网。 同时，锚杆支护中的打眼、安装机具也有了全新的改变，应用了性能优越的大功率锚杆机、7655改进形凿岩机、风煤钻、气扳机（风炮）。 这一全新的锚杆支护结构和装备使煤巷锚杆支护的工艺有了较大的进步，实现了从打眼到安装全部机械化，并实现了快速安装，提高了锚杆的初锚力、锚固力和可靠程度，也提高了巷道单进水平。由于以上一系列的发展变化，大大推动了徐州矿区煤巷锚杆支护的发展，其应用范围得到迅速的扩大。 除应用于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类稳定围岩巷道中外，在Ⅳ、Ⅴ类不稳定围岩巷道中进行了大量的研究、试验、推广。煤巷锚杆支护技术在工作面顺槽、采区上、下山、工作面开切眼、综采工作面拆除扩巷等不同用途的巷道中均有大量的应用，煤巷锚杆支护巷道数量有