近距离煤层采空区下综掘巷道顶板支护技术

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1、近距离煤层采空区下综掘巷道顶板支护技术摘要：阐述了该矿区地质概况，介绍了近距离煤层采空区下巷道掘进过程中的动压特征和高应力作用下的支护措施，并结合现场实际情况及时调整生产工艺和支护措施，总结出了近距离煤层采空区下掘进及围岩控制的一些技术经验。关键词：近距离煤层顶板支护技术经验1概述本矿3#煤资源已经枯竭，作为潞安集团最早的一个矿井，近年来致力于下组煤的开采，井田内下组煤可采煤层为15-1和15-3，煤层赋存稳定，平均厚度分别为1.12米和1.52m，为近距离薄煤层，层间距极不稳定，平均为4.83m。层间还有一层15-2煤层，平均厚度为0.43m，15-3煤层顶板为泥岩，层理、节理。裂隙发育，

2、局部顶板为风化软岩，稳定性差，掘进和回采时顶板不易维护，易发生顶板事故。2采区地质概况井田位于沁水煤田的东部边缘，井田内地质构造简单，地层走向近南北，向西倾斜。总体以宽缓的向斜、背斜为主。地层倾角较平缓，一般3°～6°。615-1煤层直接顶：为泥岩、砂质泥岩，灰黑色，薄层状，厚度2.67～5.19m，平均厚3.70m。性脆，砂岩中波状层理发育，普氏系数1.9，属软岩。老顶：一般为石灰岩，灰色，中厚层状，厚度2.20～17.95m，质硬，垂直裂隙发育，局部有小溶洞，普氏系数6.3～8.2，属坚硬岩石。直接底板：岩性为泥岩，深灰色～灰黑色，薄层状，厚度0.46～8.44m，含植物化石，性脆，致密

3、，有节理，属半坚硬岩石。15-3煤层直接顶板：岩性为泥岩、砂质泥岩，灰黑色，薄层状，厚度0.53～5.71m，含植物化石，性脆，有节理，属软岩。直接底板：岩性为泥岩，岩相及厚度变化较大，深灰色～灰黑色，薄层状，含植物化石，厚度0.00～5.90m，普氏系数2.0～2.3，属软岩石。老底：岩性为中粒砂岩，岩相及厚度变化较大，灰色，薄层状，含植物化石，厚度0.80～9.50m，普氏系数3.7，属半坚硬岩石。该采区为低瓦斯，最大相对瓦斯涌出量为9.26m3/t，最大绝对瓦斯涌出量为17.54m3/min；无瓦斯和二氧化碳突出倾向，煤尘具有爆炸性危险，具有自燃倾向。3采区巷道及工作面巷道布置3.1采

4、区巷道3.1.1采区巷道布置6725水平北翼采区为三巷联合布置，分别为725水平回风巷、725水平轨道巷、725水平胶带巷，其中725回风巷2081m，725轨道巷1623m，725胶带巷1375m。其中725胶带巷断面为4400mm×3000mm，轨道巷断面为4900mm×3850mm，回风巷断面为4200mm×3000mm。采区左翼设计3个工作面，采区右翼设计了2个工作面，其中一个为15-3煤层工作面，即15302工作面顺槽走向长1710m，倾斜长180m，两条顺槽巷道为矩形断面，断面大小为4200mm×2400mm，切眼断面为6000mm×2400mm。3.1.2采空区下巷道掘进及维护

5、设计15302工作面顺槽巷道均沿15-3层顶板掘进，胶带顺槽在上层15102工作面采空区下掘进，，15302轨道顺槽采用外错式在煤柱中掘进，支护形式为锚杆、锚索联合支护，工作面巷道非采面帮挂金属网，采面帮挂尼龙网。基本参数如下:胶带顺槽采11#矿用工字钢架棚支护，棚距为1000mm，两帮背三根刹杆，间距为600mm，顶背八根刹杆，间距为500mm。轨道顺槽锚网支护：工作面非采面帮及顶板锚杆采用Ф20－M22－2000mm左旋无纵筋螺纹钢筋锚杆；工作面采面帮锚杆为Ф20－M22－2000mm高强度玻璃钢树脂锚杆；间排距为900m×1200m，金属菱形网规格1000mm×9600mm，10＃铁丝

6、编制，网孔规格（mm）：40×40。顶部上钢筋托梁，采用Φ14钢筋焊接而成，宽度70mm，长度3.8m。锚索采用Ф18.9－7300mm钢绞线，6锚索托板为300mm×300mm×6mm高强度钢板，锚索为单排布置，位于巷道顶板正中，间距为3600mm。3.2工作面顺槽巷道掘进及矿压分析3.2.1巷道掘进由于15-3煤层与15-1煤层属近距离煤层，平均间距为4.83米，且层间距极不稳定，胶带顺槽布置在采空区下，上层采空区已形成近两年时间，采空区压力已经稳定，掘进中压力显现不明显，局部由于层间距较薄，出现顶板塌透，与采空区联通，造成工钢棚压力显现，为防止塌透点漏风，引起采空区煤层自燃，已采取喷浆

7、措施。轨道顺槽布置在煤柱内掘进，掘进时压力显现明显，在15302轨道顺槽采面帮部分玻璃钢锚杆折断，巷道片帮严重，玻璃钢锚杆失效多，顶板压力大，局部出现顶板下沉，最大下沉量搭300mm，巷道底板出现底鼓现象，底鼓量最大达300mm。3.2.2矿压规律及支护形式分析巷道顶板破坏的主要原因是:煤柱内围岩应力集中程度高，在巷道开掘后，破坏了围岩的稳定性，围岩由原来的三向应力状态变为双向应力，岩层产生塑性压缩变形破坏，