煤礦區(qū)段煤柱中巷底鼓治理方案

作者：佚名 2012-05-17 21:09 來源：本站原創(chuàng)

　　煤礦區(qū)段煤柱中巷底鼓治理方案

　　方案一　橢圓U型可縮封閉支架方案

　　煤礦區(qū)段煤柱中巷底鼓是巷道支護(hù)技術(shù)難題之一。目前對巷道底鼓采取的主要措施是被動地人工反復(fù)起底，勞動強(qiáng)度大，效率低，影響正常生產(chǎn)。為了從支護(hù)上解決底鼓難題，課題組借鑒其他礦(如崔家溝礦)的做法，進(jìn)行了橢圓U型可縮封閉支架抑制底鼓實(shí)驗(yàn)。

　　在前次實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，仍按1:5制作了兩副一組橢圓U型可縮封閉支架(圖1)。每架由四段彎成橢圓弧的U型鋁合金條通過卡蘭連接而成(圖2)。支架制作并調(diào)試妥后，外側(cè)圍繞鐵絲網(wǎng)并安裝于待修復(fù)巷道位置(圖3)。鐵絲網(wǎng)上背木板，木板周圍用較硬的相似材料充填嚴(yán)實(shí)(圖4、圖5)。隨后進(jìn)行加頂?shù)讐簩?shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)證明，橢圓U型可縮封閉支架不但支護(hù)良好而且可有效地抑制大巷底鼓。建議礦方盡快進(jìn)行橢圓U型可縮封閉支架抑制底鼓的現(xiàn)場試驗(yàn)。此修復(fù)方案的關(guān)鍵是支架要制作精良，頂?shù)變蓭鸵硣?yán)實(shí)，安裝初期卡蘭不宜上得過緊以便適應(yīng)大巷變形所致的支架下縮。

　　圖1 兩副一組橢圓U型可縮封閉支架

　　卡欄

　　兩幅支架夾板

　　T型鋁合金條

　　卡蘭連接處(1)

　　卡蘭連接處(2)

　　橢圓弧度彎曲的U型鋁合金條連接處

　　支架采用T型鋁合金條加強(qiáng)筋加固(U型鋁合金鋼強(qiáng)度小)

　　(礦方實(shí)際試驗(yàn)當(dāng)中可選用較大號的礦用U型鋼而不用加強(qiáng)筋)

　　圖2

　　巷道未架設(shè)棚子發(fā)生底鼓現(xiàn)象

　　圖3 將支架安裝于大巷待修復(fù)處

　　圖4 緊貼鐵絲網(wǎng)背木板并嚴(yán)實(shí)充填

　　圖5 大巷修復(fù)完成

　　圖6 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿?/p>

　　圖7 對模型加頂壓

　　圖8 加較大偏載頂壓后，支架發(fā)生非對稱變形，模型表面受損

　　圖9 大巷左幫底角受損

　　　　圖10 對巷道通過上位小氣囊加大底壓，出現(xiàn)輕微底鼓

　　圖11 重新加固模型受損部位

　　圖12 支架頂板可縮處有微小縮量

　　圖13 支架左幫可縮處有少許縮量

　　圖14 支架右?guī)涂煽s處有少許縮量

　　圖15 巷道兩幫向外有較小位移，頂部位移較大，頂拱接近半圓拱

　　圖16 改變千斤頂位置，繼續(xù)加載

　　圖17 加頂壓后嵌入頂板的氣囊(2號)壓力持續(xù)增大

　　圖18 頂壓(加至連接螺栓極限強(qiáng)度)底壓加到最大時(達(dá)到壓力表的量程)

　　支架底層面上的充填體(與下層底板被鐵絲網(wǎng)隔開)發(fā)生明顯整體上移

　　圖19 經(jīng)多次反復(fù)加載至極限強(qiáng)度，巷道整體強(qiáng)度仍很高，支護(hù)效果良好

　　圖20 支架取出后的情形(反拱部位未加T型加強(qiáng)筋上翹變形較明顯)

　　對于嚴(yán)重底鼓段按照相似模擬實(shí)驗(yàn)所建議的橢圓形U型鋼可縮支架支護(hù)方案進(jìn)行試驗(yàn)，相鄰支架底部采用礦用工字鋼連接(圖21)。

　　圖21 橢圓形U型鋼支架示意圖

　　方案二　半圓拱U型可縮封閉支架方案

　　課題組經(jīng)過深入討論，認(rèn)為方案一的橢圓U型可縮封閉支架抑制底鼓方案，盡管對底鼓抑制效果良好，但為安設(shè)支架所需的挖底量很大，現(xiàn)場人工勞動強(qiáng)度大，于是提出曲率較小(曲率半徑較大)的半圓拱U型可縮封閉支架直腿或斜腿反底拱方案，如圖22、圖23所示，供現(xiàn)場試驗(yàn)參考。