Ｃｏａｌ Ｍｉｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 高强预应力强化支护技术在厚层复合顶板回采巷 道中的应用 ‘ 袁真 （淮沪煤电有限公司丁集煤矿综采一队，安徽淮南２３２００１） 【摘要】随着高产高效工作面的应用和开采深度的加大，必 迎头施工。 然使井下巷道出现高地应力、软弱破碎围岩、大断面及赋存不稳定 （４）顶／帮破碎处，施工单体锚杆配大托盘加强支护，采用加 等一系列不利于巷道围岩控制的特征。传统的ｕ型钢支护属于被动 长锚固方式，每根锚杆采用两节／一节Ｚ２３８０型中速树脂药卷锚固。 支护，早期不能承栽，造成巷道变形严重，影响煤矿的正常生产， 巷道超高导致帮部钢带离底板超过３００ｒａｍ时，要求在巷道下方沿走向 针对淮南矿区煤巷支护，我们提出了以锚杆、锚索为主，结合滞后 铺钢带打锚杆，锚固要求不变。具体支护方式如图１所示。 喷注浆的耦合支护方案。本设计针对淮南矿区某矿的１３槽煤层进行 工程实践。 …… ｆ 【关键词】复合顶板；预应力；联合支护；大断面巷道 ｝ １预应力控制技术原理 Ｔ ＴＩ— ｌ 由于地质历史作用，围岩的构成特点具有非均匀性和非连续性， 岩体内部存在着不规则、无规律分布的节理裂隙（原生节理裂隙可视 Ｃ＝＝ ｉ 为有一定的规则性，受采动影响后的次生裂隙则不具有这种特性）， 使围岩的裂断和由此引起的变形、位移直至垮落成为一个随机过程。 ＼《． 因此巷道围岩支护的目的是在这个过程中对一些特定状态（危险状 态）进行有效的控制，使之引起的后果不至于妨碍正常的作业和危及 —————。Ｅ■——————■— ————Ｊｔ ———一 ‘ ‘。。… 人的生命安全。 为了保证煤矿安全生产，通过大量的现场实测与理论分析，对 【一 ———吨 ＝＝＝】＝＝＝二Ｉ卜——一 在水平地应力作用下预拉力锚杆的作用机理进行深入的研究，建立 Ｉ基于水平地应力的预拉力锚杆支护理论。 图Ｉ锚带网索支护参数图 ２高强预应力强化支护技术体系 ４矿压观测及支护效果分析 ２．１锚杆承载性能的强化 为了测试预应力支护系统条件下巷道围岩活动规律及支护效 技术手段的升级和创新：高性能预拉力锚杆向超强锚杆方向发 果，为今后进一步改进和优化锚杆支护参数提供资料，在巷道掘进 展，以实现高强度、高刚度、高预紧力和高可靠性。ｕ型钢支架向 过程中对围岩表面位移进行观测。观测内容主要包括巷道表面位移、 型钢热处理、卡缆更新、安装扭矩加大及壁后充填方向发展，以实 顶板离层及锚杆锚索的受力情况。 现大承载、高阻缩动、恒阻滑动的工作状态。 ４．１巷道表面位移的观测 ２．２浅部围岩承载强度的强化 一 锚杆支护可以提高锚固体破坏前和破坏后的力学参数，改善被 鞲帮穆域舞｝ ～ 臻板节 魅 ０５Ｏ 锚固体的力学性能，实现对不同形态及破裂程度的岩体强度的直接 譬２０ 提高；通过提高径向应力及应力在径向的增加速度，促使围岩由二 向应力状态向三向应力状态转化，从而达到提高围岩强度的目的。 ２．３围岩承载结构的强化 萋孵 针对层状赋存特点、岩体不均衡性产生的弱化区补强，促成围 岩承载结构的形成或强化，包括含弱面或软弱夹层的顶板离层控制， ｏ ｏ ４好 ６０ ８０ 以及对帮角岩体破坏区、软弱煤体、开放的底板等采取加固措施。 赣湖Ｉ掘镯￡ 哇－闯，ｄ ３支护参数的确定 图２ ｌ１１３（３）运输顺槽掘进期间围岩变形量规律 根据复合顶板的厚度，将顶板条件分为厚层复合顶板和薄层复 合顶板，根据工程类比结合数值模拟对不同厚度的复合项板采用不 同的支护参数。 （１）巷道顶板采用７根ＩＶ级左旋螺纹钢超高强预拉力锚杆加 ４．８ｍ长Ｍ５型钢带、钢塑复合网联合支护，锚杆规格为０２２一Ｍ２４—２８００ ｎｌｌｌｌ，每根锚杆用中３Ｏ钻头打眼、两节Ｚ２３８０型中速树脂药卷加长锚 ｏ ２ｎ 嘻ｏ ８０ 拈ｏ １００ １２ｏ 固；锚杆间距７５０ｒａｍ，排距８００ｒａｍ。 特圣曩螂避时ＩＴ￣］ｉＩｄ （２）巷道两帮采用５根ＩＩ级左旋螺纹钢等强预拉力锚杆加３．２ｍ 图３ ｉ１１３（３）运输顺槽掘进期间围岩变形速度规律 长Ｍ５型钢带、钢塑复合网联合支护，锚杆规格为０２０一Ｍ２２—２５００ｍｍ。 两帮近速度在巷道开挖第７ｄ时达到最大，其速度为５５ｍｍ／ｄ， 每根锚杆采用一节Ｚ２３８０型中速树脂药卷加长锚固；锚杆间距为 随后移近速度迅速减少，至１ ２ｄ时基本达到稳定，此时距掘进工作 ７５０ｍ，排距为８００ｒａｍ。 面度１５０ｍ。 （３）在顶板每排锚杆中间位置布置３根单体锚索配大托盘 顶板的下沉速度在成巷第３ｄ即达到最大，速度值为３４．５ｍｍ／ｄ， （４００×４００ｍｍ）施工，中间的一根锚索施工在巷道顶板的正中间位 此后速度值迅速减少，至第６ｄ基本达到稳定状态，此时距掘进工作 置，两边的两根锚索距离中间锚索１．３ｍ，钢绞线规格为中１７．８×６．３ 面约７０ｍ。 Ｉｌｌ，眼孔深度６．０ ｍ，每孔采用三节Ｚ２３８０中速树脂药卷加长锚固，以 （下转第３ｌ９页） 保证锚固效果；预紧力８Ｏ～１００ｋＮ，锚固力不低于２００ｋＮ。锚索紧跟 ３３６ Ｉ华东科技 煤矿技术 黄玉川煤矿操车液压站油位油温传感器改造 赵振兴 （神华神东煤炭集团有限责任公司黄ｔ．ＪＩＩ煤矿，内蒙古鄂尔多斯０１７１ＯＯ） 【摘要】针对黄玉川煤矿提升队立井提升系统操车液压站油 位油温传感器存在的缺陷，为了保证操车系统及整个大罐笼提升系 统的可靠性，特对该传感器进行了设计改造：利用传统ｐｔｌＯ０温度 传感器与浮球式液位传感器相结合的方式，完全满足了液压站的保 护需求，提高了操车系统的安全性。 【关键词】操车；油位；油温；保护；安全效益 黄玉川Ｉ煤矿提升队副立井操车系统为德国西马格产品，其主要 功能为：罐笼到位后，安全门打开、摇台落下、锁舌锁罐等，待装 载完成后，又依次完成相反的动作；这些动作的完成均由操车液压 站驱动完成，一旦液压站出现问题，操车系统等将无法正常工作， 由于操车系统与提升机主控系统之间存在着闭锁关系，也就意味着 操车液压站一旦出现故障，大罐笼提升机也将无法运行，必将影响 正常生产。 图２结构图 安装初期，操车液压站的油温油位传感器并未投入使用，原因 是其检测、传输的信号极不稳定，经常导致保护误动作；经多次与 厂家联系后，西马格维护工程师对其经行了重新编程并投入了使用， 但是在使用过程中发现其检测传输的油温油位数据仍然极不稳定， 给操车系统造成了很大的安全隐患。一方面油温偏高或偏低对油泵 运行及其不利；另一方面如果液压系统某处发生漏油而信号把钩工 未发觉，一旦油位过低油泵暴露在液压油之外运行时，油泵将很快 磨损，液压站将无法运行，且不说备件价值，单单换一个油泵至少 需要８个小时的时间，影响整个矿井人员及物料的提升；针对这种 情况，我们对油温油位传感器进行了改造。 改造项目中采用最为普通可靠的ＰＴＩＯ０温度传感器和浮球式液 位传感器相组合的方式代替了原电子式油温油位传感器，如图１、 图２所示： 图２中，ＰＴＩＯ０用于测量温度，将其模拟量信号输入操车系统 ＰＬＣ中，通过编程得到液压站的实际油温值ｘ，并通过比较功能来实 现对液压站的保护：当Ｘ＜２０℃时，液压站的加热器启动加热：当Ｘ＞３５ ℃时，液压站的加热器停止加热；当Ｘ＞４０￣Ｃ时，液压站的冷却装置 启动冷却；当Ｘ＜２５℃时，液压站的冷却装置停止冷却；目的在于将 油温保持在３Ｏ℃左右；当ｘ＜１０℃时，液压站系统开始报警；当Ｘ＞５０ ℃时，液压站油温高指示灯开始闪烁报警；当Ｘ＞６０℃时，液压站油 泵停止运行。 簪 ＊ ～图３液位保护尔意图 ／ 图１实物图 图３中所示的不锈钢浮子内埋有一环形磁铁，正常状态下（１）， 该浮子漂浮在液压油面上；当液压系统某处发生泄露后，浮球随着 液面的下降而下降，当到达常闭点Ａ处时（２），常闭开关断开，此 时操车系统ＰＬＣ检测到该处信号，系统即认为油位下降至该处，此 时油位低指示灯闪烁报警，但液压站还可继续运行；当浮子下降至 常闭点Ｂ处时（３），常闭开关断开，此时操车系统ＰＬＣ检测到该处 信号，系统即认为油位下降至该处，此时油位指示灯常亮，液压站 油泵停止运行。 此项目改造采用的是最为普通的ＰＴＩＯ０传感器及浮球式液位传 感器，价格低廉，但其保护功能相当可靠，性价比极高，运行至今 未出现一次误动作，消除了液压系统的一大安全隐患，保证了操车 系统的正常运转，具有很大的安全效益。 （上接第３３６页） 从整体上看，两帮的移近速度大于顶板的下沉速度，且两帮移 近速度持续时间大于顶板下沉变化显著时间。 ４．２支护效果分析 根据矿压观测结果分析认为：本设计中的参数合理，在深井大 断面厚层复合顶板的条件下，顶帮分别采用２．８ｍ和２．５ｍ的长锚杆， ６．３ｍ锚索配合槽钢组成锚索粱加强支护，通过高预紧力充分调动围 岩的自稳能力，在顶板形成了稳定的承载梁结构，有效抑制了顶板 离层，对巷道开挖后的围岩变形起到了很好的控制作用，在掘进期 间把巷道的围岩变形、顶板离层均控制在合理的范围之内；锚杆锚 索受力状况良好，载荷增长迅速、及时承载。支护方案控制变形效 果较好，巷道经受了煤岩蠕变、 煤体风化影响的考验，试验取得了 成功，达到了预期的支护效果， 为下一步ｌＩ１３（３）工作面回采打下 了良好的基础。 参考文献： 【１ｌ袁亮，淮南矿区煤巷稳定性分类及工程对策Ｕｌ＿岩石力学与工程学 报．２００４（７）． ［２】侯朝炯，柏建彪，张农，等．困难复杂条件下的煤巷锚杆支护［Ｉ１．岩土 工程学报，２００１（１）． 作者简介： 袁真（１９８４．９－），男，安徽寿县人，助理工程师，现工作于淮沪煤 电有限公司丁集煤矿综采一队，主要从事井下采矿技术与管理工作。 ２０１３．０９ ｌ ３１９
