掘进支护技术研究应用

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1、《山西龙矿巷道支护技术研究与应用》技术报告山西龙矿盘道煤业有限公司112010年7月11盘道煤矿巷道支护技术的研究与应用1概述1.1矿井概况山西龙矿盘道煤业有限公司的前身是原平市盘道联营煤矿，是由盘道煤矿和前沟煤矿组成。始建于1985年，设计生产能力6万吨/年，批准开采2#煤层。该井为斜井开拓，绞车提升，房柱式采煤方法，工作面爆破落煤。2004年6月份，该矿由山西龙矿购买，于当年10月份进行技改，采矿权人更名为“山西龙矿盘道煤业有限公司”，企业类型为“有限责任公司”，准采2#、5#煤，井田面积3.7972Km2。现开采2#煤层，开拓方式为主、副斜井开拓，长壁式采

2、煤法，使用综采放煤技术，综采支架支护，全部垮落法管理顶板。现设计生产能力21万吨/年。目前正与西梁煤矿进行资源整合，进行120万吨/年的矿井设计工作。1.2技术课题的提出原盘道矿改造前，除井筒及大巷外，矿井其它巷道支护多为木棚支护，断面4-6m2，远远不能满足综合机械化矿井的要求，同时考虑盘道煤矿的地质条件与东部矿区差别较大，不能照搬东部的支护经验及支护工艺。尽快掌握矿井地质条件，找出适合本矿的支护形式，以满足综合机械化矿井建设的需要，成为盘道矿技术人员的重要课题。矿为此成立支护改革11课题攻关小组，积极开展相关工作，在短短的几年时间内取得了一定的成果，较好地指

3、导了生产。1巷道支护改革本着“技术先进、安全可靠、操作可行、经济合理、分段试验、逐步推广”的原则，逐步进行各种支护形式的研究与试验。2.1确定支护改革实施方案。结合现场实际情况与矿井地质资料，认真分析了矿井地质条件，尤其是煤层顶、底板的岩性、强度、厚度等对支护起决定性的客观地质条件，并对现井下巷道支护效果进行分析，提出了下步支护改革的思路：逐步淘汰现有的木棚支护形式，分段进行锚网支护、锚喷支护、锚索支护等试验，根据支护效果，确定不同条件下应采取的最合适的支护形式。2.2进行各种支护形式的改革试验2.2.1木棚支护本着安全、稳妥的原则，在增加巷道断面的情况下，仍采

4、用木棚支护施工了部分巷道，以观察在增加巷道断面的情况下，木棚支护的效果及顶板变化情况。04年在二采皮带施工木棚支护巷道50m，支护效果较好。但存在支护成本高，木材易腐烂，巷道服务年限短，有效断面小，不适合配合掘进机施工等缺点，不能满足现代化矿井建设的需要，必须采取其它更为有效的支护形式。2.2.2锚网支护11在摒弃木棚支护后，首先进行了锚网支护试验。在进行锚网支护时，根据巷道顶板岩性条件变化，选取了不同规格的锚杆，如麻花锚杆、螺纹钢锚杆，锚杆长度也分为1.5m，1.8m，2.25m等不同规格，在井下二采轨道、二采皮带等不同地点进行了分段试验，同时安设顶板离层仪，

5、安设顶底板观测仪，及时对巷道顶、底板变化情况进行观测，对支护效果进行分析，以确定最佳的支护方案。经过近两年的逐步摸索，掌握了不同条件下选用不同锚杆支护参数的一般规律，锚网支护做为矿井巷道支护的主要形式被最终确定下来。2.2.3锚喷支护随着时间的增长，锚网支护巷道存在的一些问题逐步显现出来，如顶板岩层易风化破碎，部分顶板出现离层，个别地点曾发生冒顶事故。经分析，发生以上事故的原因与矿井煤层结构有很大关系：现煤层厚度2.7-4.0m，巷道高度一般3.0m，由于煤层厚度不稳定，造成巷道顶板岩性经常变化。顶板为煤层，无地质构造影响时，顶板较完整。巷道顶板为泥岩时，易吸水

6、风化潮解，尤其是夏季，空气潮湿，对井下巷道影响较大，造成部分巷道顶板破碎漏矸，甚至发生冒顶事故。解决以上问题的方案是进行喷浆封闭加固。为此，根据巷道的用途及服务年限，确定施工巷道是否进行喷浆封闭:对巷道服务年限超过3年的，全部进行喷浆加固，如二采轨道、二采皮带11全部进行了喷浆加固。实践证明，巷道喷浆封闭后，巷道支护状态大大改善，失修率大大降低。2.2.4锚索支护部分巷道顶板岩层厚度变化不一，如部分伪顶较厚。部分巷道受断层影响顶板破碎。由于各各种原因，巷道破碎厚度或顶板离层厚度超过锚杆长度时，锚杆支护效果较差。为此，考虑了锚索支护方案：要求锚索必须进入坚硬砂岩中

7、1m以上，以保证端头的锚固效果，并根据实际经验，确定锚索规格为5m，8m，10m，12m四种规格，以适应于不同的顶板条件。施工锚索时，首先要求探明煤层顶板岩层结构，确定煤层顶板坚硬岩层位置，并选择相应长度的锚索。锚索支护作为锚杆支护的一种补充，在实践中取得了较好的支护效果。2.2.5锚梁支护为解决顶板破碎，顶板易掉矸现象的发生，结合架棚支护的优点，进行了锚梁支护试验。锚梁一般选用旧工字钢、π型钢、槽钢等材料，根据巷道形状进行加工，大小依巷道断面大小及顶板破碎情况确定。目前在2#皮带巷返修、2200运输巷过断层施工、集皮三段过断层等巷道施工中进行试验，均取得了较好

8、的支护效果。1取得的主要