厚煤层综放工作面大断面切眼支护技术与实践.pdf

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1、煤矿现代化2015年第6期总第129期厚煤层综放工作面大断面切眼支护技术与实践张心旷(长沙华星建设监理有限公司，湖南长沙410000)摘要厚煤层综放工作面切眼断面跨度大、顶煤强度低、围岩稳定性差，巷道支护难度大。本文针对某矿22121综放工作面切眼的实际条件，分析了厚煤层综放开采切眼围岩破坏原因，确定巷道采用矿工钢棚+锚索+单体柱联合支护技术，探讨了巷道支护参数，同时进行矿压观测掌握支护效果，现场支护效果良好，为工作面顺利安装奠定了基础。研究成果为类似条件下的巷道支护提供借鉴和指导。关键词厚煤层；综放工作面；大断面开切眼；

2、联合支护中图分类号：TD353文献标志码：B文章编号：1009—0797(2015)06—0030—03随着国民经济的高速发展，矿井产能、开采强巷道顶板以泥岩、砂质泥岩为主。整个巷道处于软岩度、开采深度、机械化程度等不断加大，巷道断面和煤层中，围岩松散破碎、断面大、离层、难支护，容易采掘机械逐渐向大型化转变。综放开采是目前厚煤发生顶板冒落，常规的单一架棚或锚网支护已不再层最为普遍的开采方式之一，但其切眼存在跨度大、适应，因此有必要对巷道支护方式及参数进行研究，顶煤强度低、围岩稳定性差、支护难度大等问题，严维护巷道的稳定。重

3、影响矿井的安全生产I1_2]。岩层厚(Ⅲ度)柱状岩性描述相关文献针对厚煤层综放工作面切眼支护问题浅灰色，中粒结构。水平层理中粒8及缓波状层理较发育，具黑色进行了大量研究，提出了一些相关理论及针对性的支砂岩．0～14．5掘岩包裹体，硅质胶结，坚硬，分选中等，滚圆度呈次圆状。护技术，但由于巷道赋存条件和影响因素的复杂性、多变性和不确定性，巷道支护技术不尽相同。本文砂质灰黑色，含炭质较高，具大量泥岩6．2～9．8植物化石夹煤属衣黄铁矿薄膜．以某矿22121综放工作面为研究对象，基于工作面切眼实际条件确定巷道采用矿工钢棚+锚索+单

4、体柱泥岩0-0．7＼／黑色，含炭质，具完整植物化石，薄层状，水平层理联合支护技术，并进行矿压观测掌握支护效果，为厚黑色，块状及粉状玻璃及油脂煤层综放工作面大跨度切眼支护积累了经验。二l煤293～7．20光泽，岩性描述内生裂隙发育l试验巷道概况泥岩5黑色，含炭质，具大量的植物．0～7．6根部化石及完整的羊齿化石。22121工作面位于矿井22采区下部，东为深灰色，中粒结构，波状层理，中粒主要成分为石英次长石，层面21141工作面采空区，西至22101工作面采空区，南砂岩10O～l&5含炭质泥岩团块，裂隙面有方解石充填，硅质胶结

5、，坚硬为采区上山保护煤柱，北至河北六合井田采空区，为孤岛煤柱工作面。工作面切眼设计长度118m，地面图2工作面地质柱状图标高212～256m，井下标高一372389m，采深平均2厚煤层综放工作面切眼破坏原因约600m，二煤层倾角3。～15。，厚度2．93～7．20m／5．1m，煤层结构简单。工作面平面布置及地质经理论分析、数值模拟及现场实测，影响厚煤层柱状图如图l、图2所示。综放工作面切眼失稳破坏的主要有以下因素”。(1)断面跨度大。随着矿井机械化程度的提高，厚煤层综放开采设备日趋大型化，切眼断面尺寸越来越大，切眼跨度一般

6、6～8m左右，甚至一些工作面达到9m、10m。切眼跨度的增加造成巷道顶板弯曲下沉严重，加速其破坏，成为影响大断面切眼围岩稳定的主控因素。图1工作面平示意图(2)围岩稳定性差。厚煤层综放T作面切眼一般22121工作面为厚煤层综放开采，切眼沿煤层底沿煤层底板布置，巷道上方为厚度数米的托顶煤，局板布置，梯形断面，净宽×高=6480mm×2300mm；巷部区域达到10m，加之泥岩、页岩等软弱顶板，煤岩道上方为平均厚约2～3m的顶煤，局部区域达到5m；物理力学性质差，裂隙发育，围岩塑性区、破坏范围·30·煤矿现代化2015年第6期总

7、第129期增加，极易导致顶板离层、垮落等现象，甚至产生冒单体柱加强支护，间距800mm，距两梁铰接处各顶事故。400mm，初撑力不小于3MPa，每根单体柱必须穿木(3)支护效果差。对于厚煤层大断面切眼而言，柱鞋及悬挂防倒链。架棚支护虽然能够及时护帮护顶，往往因其支护强度不足造成垮架现象；锚网支护具有高强度、高预紧力、较好围岩适应性，但对围岩条件依赖性高，尤其对于松散破碎围岩，支护体与围岩适应性差，其护表性能不佳、锚固力不足、锚杆失效破断，难以形成稳定的承载结构【。3工作面支护设计基于特厚煤层综放工作面切眼破坏原因，针对22

8、121工作面切眼的具体条件，结合类似巷道的成功图3巷道支护断面图经验，确定巷道采取矿工钢棚+锚索+单体柱联合4现场应用效果支护技术。巷道支护断面如图3所示。(1)巷道沿煤层底板布置，梯形断面，规格：上净为检验巷道支护效果及矿压规律，对巷道进行宽5．2m，下净宽6．48m，净高2．3m，净断面13．4m，