摘 要:谢桥矿从2000年开始推广应用煤巷锚杆支护技术,经过多年的不懈努力,锚网支护从无到有,已取得突破性进展。煤巷锚杆支护技术在我矿的成功应用大大促进了原煤产量上台阶,煤巷锚杆支护技术已成为建设高产高效矿井不可或缺的支撑技术,10年来,已经取得巨大经济和社会效益。
关键词:煤巷锚杆支护;经济效益;社会效益
1 概 况
淮南矿业集团谢桥矿是设计年产400万吨的现代化特大型矿井,1983年12月开工建设,1997年5月移交生产。井田内共含11层可采煤层,其中主采煤层(13-1、8、4-2、1)4层,平均总厚15.48m,占可采煤层总厚的63.1%,谢桥矿现采煤层为13-1、11-2、8、6槽煤。2005~2009年矿井实施技术改造及扩建工程后,核定能力8.0Mt/a。2009年生产原煤833万吨,煤巷锚杆支护进尺18580m,煤巷锚杆支护率84.41%。2000年~2009年煤巷锚杆支护率82%~92%。
2 煤巷锚杆支护在谢桥矿的应用
谢桥矿投产以来,始终坚持以“科技兴矿、高产高效”为方针,在发展综合机械化采煤主导技术的同时,积极主动地学习先进支护技术、先进支护理念,从2000年开始采取“走出去、学进来”的方式,向全国兄弟矿及各大院校学习煤巷锚杆支护技术。2000年6月份,谢桥矿开始了煤巷锚杆支护实验,本着“先易后难,循序渐进,逐步扩大”原则,最初选择在顶板岩性较稳定的8槽煤实体巷道进行,在矿科研小组及各专家的精心指导下,锚杆支护在谢桥矿实验成功,并在全矿大力推广。
自2000年开始试验,经过2年的摸索与努力,锚杆支护已取得了一定的成果,2002年以后已开始全面推广,此时也开始进行对复杂条件下锚杆支护技术的攻关,锚杆支护已由单纯的锚杆支护扩大为锚杆索支护。在选择煤层时也由简单的8槽、11槽实体巷道扩大到复杂条件的13槽锚网支护,由实体巷道扩大到小煤柱沿空支护,再到孤岛面典型“三软”煤层的13槽煤,由直接顶下支护扩大到煤顶下支护,由小断面扩大到大断面支护,锚杆支护技术已取得了实质性成功,已广泛为本矿干部职工熟悉接受。我矿煤巷锚杆支护从当初的一片空白迅速发展到2009年煤巷锚杆支护巷道进尺18580m,锚杆支护率为84.41%的水平。
3 锚杆支护与架棚支护的比较
3.1 传统架棚支护为被动支护,支护效果差,而且施工困难,劳动强度极大,主要体现在:
3.1.1 附件多,每架U型棚钢支护需要卡缆4副,拉杆2套,钢筋背板15块;
3.1.2 回采时,端头替改棚难度大,进度慢,安全隐患大,严重制约着工作面的正常推进,常常需要整班的时间处理,沿空掘巷使这一问题更加突出;
3.1.3施工速度慢,严重制约着矿井的采掘接替;
3.1.4架棚支护时当顶板及围岩来压,棚梁受力后极易变形,后期为保证巷道通风断面及安全时,经常采用改棚拆刷架的方式来满足巷道使用需求。
3.2 锚杆支护效果好,而且施工程序相对简单,劳动强度减低,主要体现:
3.2.1 煤巷锚杆支护为主动及时,能有效控制围岩及顶板变形,提高支护效果,减少片帮冒顶事故;
3.2.2 锚杆支护施工工艺简单,所需材料体积小、重量轻,其辅助运量大大降低,既减轻了工人的劳动强度,加快了掘进速度,2002年我矿煤巷锚杆支护最高单进达1000m/月,保证了三大接替;
3.2.3 架棚支护在支护后净断面相同条件下,煤巷采用锚杆支护比用架棚支护掘进毛断面小1.9~4.2m²,少掘巷道断面积25%,从而提高了断面有效利用率;
3.2.4工作面两巷采用锚杆支护,回采时无需改棚,简化了综采(放)面端头支护和超前支护,极大地提高了工作面单产,消除因改棚而造成漏顶造成瓦斯超限和其它安全事故的隐患;
3.2.5锚杆支护巷道当顶板来压时,可采用在巷中施工挑棚或增补锚杆、锚索加强支护,巷道的后期维护量较小。
4 效益方面
4.1 经济效益
随着我矿煤巷锚杆支护技术的大力推广,我矿煤巷进尺年年攀升,产量也从最初设计的400万吨上升至800万吨,成为淮南矿业集团的主力矿井之一。煤巷进尺2000年仅为3613m,2003年为11894m,到了2009年锚网支护巷道进尺上升至18580m。全矿煤炭产量2000年仅为264万吨,2003年为564万吨,到了2009年,煤矿产量增至833万吨,产量年年飙升。
4.1.1 从2000年至2009年,采用锚网支护后,全矿煤巷进尺得到保证,确保了采掘接替。从逐步推广应用煤巷锚杆支护的2000年~2004年,全矿原煤产量以近100万吨递增。
4.1.2 减人提效,节约工资支出。在回采工作面上下顺槽中能节省回棚费用,采用U29金属棚支护,回采时每班必须安排4~5人改棚,以满足回采需要。按现每人200元/天,则节省资金3000元,全矿每天最少3个工作面生产,上下顺槽6个改棚点,每天节省资金18000元,每年能节省675万元。
4.1.3 在材料消耗方面:
4.1.3.1 架棚(U29棚)支护巷道(5×3.7m,棚距700mm)每米材料消耗量:U29棚1.43架、钢筋笆片012吨、棚卡5.72付、拉杆2.9 套、编织袋25只,按2009年价格计算,每米巷道单价为3578元。
4.1.3.2 锚网支护巷道支护(5×3.0m,排距900mm)巷道每米材料消耗量:顶板M5钢带 5.6米、帮部M3钢带 6.5米、顶板锚索(φ21.8mm) 20.6米、顶板锚杆φ20*2500mm 6.7套、帮部锚杆φ20*2200mm 10套、金属网(10#镀锌铁丝编制) 14m²、锚固剂(Z2360型)39支、锁具(KM22-1)3.3支,按2009年价格计算,每米巷道单价为2437元。
从上对比可看出,锚网支护巷道比架棚支护巷道每米平均节省1141元,从2000年至2009年煤巷锚网支护巷道总计施工120788m,共节省材料费13781.91万元。
4.2 安全效益方面
采用架棚支护时,在掘进期间因支护材料笨重,经常出现挤手碰脚事情,尤其是当人员挖腿窝时容易出现片帮掉矸伤人事情。架棚支护巷道在进行维护时,容易发生安全事故,因上下端头改棚而发生的重伤事故也时有发生。
安全事故的发生给事故本人及矿都带来极大经济损失,同时给事故本人及家庭带来沉重打击,给在岗职工带来安全阴影。而采用锚网支护时,采煤工作面上下端头则可避免改棚作业,避免类似事故的发生。
5 结 语
煤巷锚杆支护技术,在我矿经过10年推广应用,现在已经成为我矿煤巷支护最主要支护方式,煤巷锚杆支护率近90%。煤巷锚杆支护具有巨大的优越性,支护主动及时效果好,支护安全可靠性高,提高了煤巷单进水平,缓解接替紧张,改善采煤期间作业环境,为安全生产提高保障,同时提高了单产水平。
煤巷锚杆支护技术,业已成为建设我矿高产高效矿井主要支撑技术。