大采高工作面巷道冒顶原因分析及其支护对策

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1、大采高工作面巷道冒顶原因分析及其支护对策李广义晋城蓝焰煤业股份有限公司成庄矿摘要：调查成庄矿首个大采高5310工作面的地质条件、支护状况和顶板冒落情况，采用先进的钻孔窥视设备对冒顶区域前后顶板进行了钻孔窥视，分析了大采高工作面顺槽顶板冒落原因。认为地质构造、大采高工作面回采强烈动压影响、围若蠕变是导致顶板冒落的主要原因。提出在掘进期间提高构造影响段支护强度、保证顶板支护强度前提下加强巷帮支护和实时监测顶板变形情况等技术措施预防冒顶发生；同时对成庄矿煤层变薄区、断层构造和陷落柱影响区巷道提出具体的支护建议。关键词：大采高工作面;地质构造;顶板冒顶;支护对策;控制措施;作者简介：李广

2、义（1972-）,男，工程师，毕业于河南理工大学测量专业，主要从事地测、掘进、采煤等专业技术开发管理工作。收稿日期：2017-08-25Received：2017—08-250引言成庄煤矿在30a的发展历程屮，顶板控制逐渐由被动支护转化为主动支护。随着生产规模不断扩大、采掘设备的大型化，回采工作面巷道断面也不断增大，巷道断面跨度由原来的3~4m增大为5~8m,顶板控制的难度也在不断加大。5310工作面作为成庄煤矿首个大釆高工作面，投入生产以来留巷巷道共发生煤巷锚杆支护冒顶2次。全面系统分析2次冒顶原因，对留恭恭道锚杆支护设计进行优化，可以很好地杜绝煤巷冒顶事故。1工作面地质基本情

3、况成庄煤矿主采二叠系下统山四组3煤，煤层平均厚6m,—般含夹矸广3层，夹矸总厚度不大于0.5in。5310工作面埋深约500m,布罝在成庄煤矿五盘区，工作面相邻两侧均为实体煤，53104巷、53102巷和53101巷为留巷巷道;53015巷和53013巷紧邻工作面。53015巷与53012巷之间净煤柱宽度35m,53102巷与53104巷之间净煤柱宽度15m;53103巷与53101巷之间净煤柱宽度35m,具体布置如图1所示。冒顶位置，距切5308工作面眼约500m53101巷r1LO53103巷5310工作面]□□1IEZMZ1i53105巷53102考LJ-153104巷距切

4、口5312工作面图15310工作面巷道平面布置下载原图3煤层坚硬、性脆，局部煤质疏松，整体表现质软，疏松。煤层倾角2°~8°,平均5°;煤层赋存稳定，因工作面走向长，局部薄煤区煤厚3~4m。煤的密度1.42t/m,普氏系数0.48~1.32，较软。煤层伪顶为炭质泥岩，厚约0.4m，薄层状，局部含煤线，平坦状断口；直接顶为页岩，厚0.85m,灰黑色，致密性脆，含云母节理;老顶为粉砂岩，厚7.07m,深灰色、较致密、含植物碎屑化石。工作面主要受一宽缓背斜控制，轴部距设计切眼以南925m左右;工作面内有7个陷落柱，其屮1个陷落柱对53014巷和53102巷掘进影响较大;工作面內发育有3

5、条正断层，对巷道掘进影响均较小。2冒顶原分析5310工作面为成庄矿首个大采高工作面，巷道主要采用锚杆支护技术，基本解决了大断面巷道支护问题，适应了高瓦斯矿井大采高综采技术要求，减轻了工人的劳动强度，降低了支护成本。但是，自回采以来成庄煤矿5310大采高工作面留巷巷道发生2起冒顶事故，给大釆高工作面的安全生产带来极大威胁。现对2起冒顶事故进行分析。2.153102巷冒顶事故53102巷为5310大采高工作面的回风兼运输巷，巷宽5.0m,巷高3.5m,总长2848.75m。采用锚杆、锚索、网、W钢带联合支护，锚索呈2_2布罝，排距1m。5310面开始回釆后，53102巷采用木垛以加强

6、支护，木垛间距4~5m，39横川于2012-12-02夜班进入切顶线,截止2012-12-09,木垛维护到37横川口，39横川滞后切顶线37m。2012-12-09夜班接班后割煤40架顶板发生垮落。冒顶区段垮落长度约7m，垮落宽度5m（全断面），冒落高度4.5m，冒落物以风化后的碎矸石为主，冒落区内有4根锚索断裂、3根锚索被拉脱、锚杆全部脱落。冒顶区段为53102巷39横川正1_1，如图1所示。此区段未采用木垛加强支护。2.253101巷冒顶事故2014-03-11成庄煤矿5310工作面53101巷距巷门约2360m处发生冒顶，巷道冒顶长10m，宽5ni，冒高最高4.5m，顶板冒

7、落后成拱形。巷道顶板锚杆与围岩整体冒落，锚索在自由段产生破断。2014-03-19采用钻孔窥视仪对冒落段进行勘察，分别在冒顶段附近靠近切眼侧顶板、距冒顶1.5m处顶板以及冒顶段靠近巷UI侧顶板施工3个窥视钻孔进行钻孔窥视。由窥视结果得知，53101巷冒顶区域及其靠近切眼侧附近巷道顶板围岩2000mm范围内裂隙十分发育，围岩产生扩容变形后十分破碎，距巷道顶板围岩表而5200mm处巷道顶板围岩有1条开度很大的横向裂隙，说明顶板在该处产生了较大离层。冒顶区域靠近巷口侧顶板围岩1400m