“大兴矿动压巷道松动圈测试及支护优化设计”项目,是2014年度中国煤炭工业科学技术三等奖项目,是铁法能源大兴矿与中国矿业大学(北京)合作而取得的技术成果。该成果2015年应用推广后,降低了工人的劳动强度、减少了巷道维护量、消除了安全隐患,取得了显著的经济效益和社会效益。
该项目通过对围岩松动范围进行现场观测,第一时间了解和掌握围岩变形破坏程度以及锚杆的支护效果,用于指导日常安全生产,为煤巷锚杆支护方式和参数的修改、完善和优化提供了可靠依据,有效的控制了回采巷道围岩破坏情况。一是工人的劳动强度显著降低。以往回采巷道靠近采空区侧,由于压力大巷道支护采用锚杆支护加备金属棚,利用松动圈理论,支护改进为锚联网支护两帮加打锚索,后进行全断面喷浆的支护方法,不仅减小了进行返修支护作业时工人的劳动强度,同时也减小了支护材料的搬运量,由此大大降低了工人的劳动强度;二是减少了巷道维护量。采用新的支护方法后,巷道的变形显著减小,巷道的维修量也大大减少。以往回采巷道从开采到回采完毕需要维修两次以上,严重影响了回采速度和煤质。采用新的支护方法后有利于降低煤炭生产成本和提高安全生产的可靠性。以大兴矿北二902工作面为例,该工作面运顺原设计支护形式为矩形锚联网支护,由于左侧毗邻采空区,运顺围岩压力很大,在运顺掘进和回采期间要花费很大的人力、物力进行只少两次维修,既增加了吨煤成本又影响了掘进工期和采煤接续。经反复对比研究,该矿将原来的矩形锚联网支护改为现在的梯形,即两帮每1.5米增加6根锚索进行锚喷支护,大大提高了巷道的支护强度,提高了掘进速度同时,减少了后期维修费用,保证了矿井的正常接续,实现节支728万元;三是消除了安全隐患。由于采用了新的支护技术,消除了传统锚联网支护加架棚支护方式所带来的采空区漏风、漏有害气体等不安全因素,减小了煤柱自燃发火的机率,同时也减少了帮顶事故的发生。
大兴矿利用动压巷道松动圈测试优化支护设计的应用,对于减小巷道维护工作量提高矿井的技术经济效益、改善矿井巷道安全生产环境具有重要的意义。