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巷道底鼓治理难?试试机械化治理技术

2018-04-13   来源:煤炭科学技术   作者:张幼振

  受采掘工程的影响,巷道顶底板和两帮岩体产生变形并向巷道内产生位移,巷道底板向上隆起的现象即称之为底鼓。


  随着我国煤矿开采强度和深度的增加,巷道围岩控制的难度与日俱增,其中,巷道底鼓控制难题尤为突出。当底鼓达到一定程度时,会妨碍运输和行人,影响矿井通风,制约矿井的安全高效生产,而且底板作为巷道围岩的着力点,剧烈的巷道底鼓也会影响巷道顶板和两帮的稳定性,最终导致巷道围岩整体失稳。实测资料表明,对底板控制不力的巷道中,巷道底鼓量约占巷道顶底板移近量的70%左右,而巷道维护工作中有50%以上是用于治理底鼓。


  目前对巷道底鼓的治理可概括为3类:改善底板力学环境、优化底板岩性和提高底板支护强度。控制效果好,操作性高的注浆配合锚杆(索)控制底鼓,是当前巷道底鼓治理中的常用方法。


  但是巷道底鼓治理中机械化程度依然较低,并缺乏配套的系统施工工艺。目前,在治理施工中多数还采用人工风镐挖底配合手持式气动锚杆钻机进行作业,环境恶劣,安全性差,效率低;还有一类方法采用矿用挖掘机、装载机等非专用设备进行底鼓治理,这类方法只适用于巷道断面大,底板岩石强度低的巷道,专业性及适应性较差,无法满足常规巷道安全快速治理修复的需求。


  中煤科工集团西安研究院张幼振研究员课题组基于巷道围岩治理的施工特点,提出了巷道底鼓机械化治理的技术思路和机械化施工系统的配置原则。巷道底鼓机械化治理中,各机械设备单体除了完成自身的任务外还须考虑各机械设备之间的关系及其相互协调等。


  巷道底鼓机械化治理组织流程


  巷道断面的恢复一般由巷道修复机进行快速机械化挖底施工及配套渣料转运完成,再由无轨胶轮车、带式(刮板)输送机等完成渣料的运送工作。针对更高的围岩控制要求,可应用专用的底板锚固钻机进行底板注浆孔与锚索加固孔的高效钻进施工,解决底板钻孔群钻进施工移位慢,效率低的难题。此外,采用矿用注浆泵/锚索张拉器等配套机具施工,使锚索、辅助支护构件及底板注浆锚固范围内的围岩形成一个整体围岩承载结构,从而改善底板整体力学环境,充分发挥围岩的自承能力,保证巷道的稳定性。


  巷道修复机和底板锚固钻机是完成破碎、装运、注浆及锚固等功能的主导设备,在很大程度上可以决定巷道底鼓治理的整体效果,并确保机械化施工的高效与连续。研究人员着重对WPZ-55/50L型煤矿用巷道修复机和ZDY750L型底板锚固钻机的技术结构特点进行了分析。


  机械化治理技术在山西彬长矿区某矿和山西阳泉矿区某矿的两个底鼓非常严重的地区进行了工程应用,取得了良好的效果。


  这项研究得到了国家自然科学基金资助项目、中国煤炭科工集团有限公司科技创新基金资助项目的资金支持。


  拓展阅读


  【工程应用】陕西彬长矿区某矿底鼓机械化治理


  责任编辑:宫在芹

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