在地下煤矿开采过程中,瓦斯问题是一项重要的安全挑战,特别是随着开采深度的增加,瓦斯浓度也随之增加,可能会导致瓦斯爆炸或瓦斯超限等安全事故。为了应对这一挑战,煤矿行业采取了多种措施,其中布置高抽巷道进行瓦斯抽放是一种有效的技术手段。本文主要探讨了永定庄煤业8103工作面的高抽巷支护设计与掘进施工实践,内容涵盖了锚杆和锚索支护的设计与计算过程,以及永久和临时支护方式的选择。
关键词“抽放”、“巷道”、“支护”分别代表了本文的三个核心内容:瓦斯抽放技术、巷道掘进施工和巷道支护技术。瓦斯抽放的目的是降低工作面的瓦斯浓度,保证煤矿开采的安全性。巷道掘进是指在地下岩层中挖掘出用于采煤、运输和其他辅助工作所需的空间。巷道支护是指为了防止巷道塌陷和维护巷道稳定性,对巷道进行的加固措施。
文中提到了高抽巷道的布置,这是指在矿层上方适当的位置掘进巷道以达到更好的瓦斯抽放效果。由于高抽巷道距离煤层较近,因此巷道顶板及两帮的稳定对安全抽放瓦斯至关重要。为了确保巷道的稳定性,必须采用有效的支护方式。文中的支护参数设计涉及了锚杆支护和锚索支护的计算与选型,这是巷道支护中常用的技术手段。
锚杆支护是利用锚杆将巷道周围松散的岩体固结在一起,提高其稳定性。锚杆的长度、直径、间距以及锚固形式和承载能力都是支护设计中的关键参数。文中通过对锚杆的长度进行计算(锚杆长度 = 围岩稳定影响系数 × (1.1 + 巷道跨度 / 10),并根据巷道跨度和围岩稳定影响系数确定了选用2.4m长、直径为22mm的螺纹钢锚杆,以保证其能有效地锚固围岩,加强支护效果。
锚索支护通常用于大跨度巷道或者重要支护段,其作用是将锚索锚入深部稳定的岩层中,对巷道上方的不稳定岩层进行锚固。锚索支护参数同样需要经过精确的计算和选型,以满足承载要求。
文中还提到了巷道的布置方式。巷道应沿着稳定的岩层施工,且在遇到弱层或者地质条件复杂的地方,需要预先架设工字钢棚或采用锚索钢梁支护形式以增强巷道的稳定性。
在巷道施工和支护过程中,需要对顶板压力进行估算,以确保支护设计能够承受顶板压力带来的负荷。通过计算确定锚杆和锚索的数量和布置方式,以便形成足够的承载能力,防止顶板垮塌。
高抽巷支护设计与掘进施工是一个系统工程,需要综合考虑地质条件、瓦斯抽放效果、巷道稳定性以及支护材料和施工工艺等多方面因素。通过对高抽巷道实施精确的支护设计,可以有效地保证瓦斯的有效抽放和巷道的长期稳定性,从而保障矿井的安全生产和工人的生命安全。