鑫瑞煤业有限公司采空区、煤柱下薄层顶板巷道支护技术研究终

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1、1501采煤工作面顺槽支护设计方案中国矿业大学鑫瑞煤业有限公司采空区、煤柱下薄层顶板巷道支护技术研究课题材料之一1501采煤工作面顺槽支护设计方案山西离柳焦煤集团有限公司中国矿业大学二0一二年十二月1501采煤工作面顺槽支护设计方案中国矿业大学目录1概述12生产地质条件22.1巷道围岩特征22.2构造与水文43岩体力学测试53.1试验设备及仪器53.2岩石试样测试545#煤层1501工作面顺槽支护技术74.1煤柱下方顺槽支护技术74.2采空区下方顺槽支护技术194.3煤柱（体）与采空区交界处下方顺槽支护技术265施工主

2、要技术要求295.1煤柱下方巷道施工技术要求295.2采空区下方巷道施工技术要求305.3交界处下方巷道施工技术要求316支护材料及要求327矿压观测方案341501采煤工作面顺槽支护设计方案中国矿业大学鑫瑞煤业有限公司采空区、煤柱下薄层顶板巷道支护技术研究1概述掘进与回采是煤矿开采的两个关键环节，安全、有效、快速的巷道支护技术是保证矿井安全生产、高效生产的必要条件。随着煤炭资源的连续开采，开采作业不得不由地质条件简单的区域向复杂区域发展，由浅部向深部转移，困难条件下巷道的支护问题日益突出，成为制约矿区安全开采的突出技

3、术难题之一。对于煤层群开采，一般煤层层间距离大于30~40m时，上位煤层开采后对下位煤层的开采影响程度较小，其矿压显现规律、开采方法基本上不受上位煤层开采影响，与普通单一煤层开采基本相同。但是，随着煤层间距离减小，上、下煤层间开采的相互影响会逐渐增大，特别是当煤层间距小于5m时（极近距离煤层群），下位煤层开采前顶板的完整程度已受上位煤层开采损伤影响，其上又为上位煤层开采垮落的矸石，且上位煤层开采后残留的区段煤柱及一侧采空的煤体在底板形成的集中应力，导致下位煤层开采区域的顶板结构和应力环境发生变化，从而使下位煤层开采与单

4、一煤层开采相比出现了许多新的矿山压力现象。主要表现在：（1）布置在煤柱下方的回采巷道矿山压力显现剧烈，围岩移近量大，破碎区较大，巷道支护困难；（2）布置在采空区下方的回采巷道，当层间距小于一般的锚杆长度时，采用传统的树脂锚固锚杆无法在采空区内有效锚固，必须寻求新的支护形式，开展新的支护技术的研究。山西离柳鑫瑞煤业有限公司位于吕梁市临县林家坪乡苏家坡、南沟村一带，行政区划属临县林家坪乡管辖。该公司是在原山西临县新民焦煤有限公司、山西新民二矿煤焦有限公司和山西临县宇航煤业有限公司的基础上整合而来的矿井，整合后的生产能力为1

5、20万t/a，批准开采井田内4#、5#、8#、9#煤层。4号煤位于山西组下部，煤层厚度1.56~1.90m，平均1.73m。该煤层顶板为砂质泥岩、泥岩，底板为砂质泥岩、泥岩，井田内大部分已采空。5#煤位于山西组下部，煤层厚度0.63~4.40m，平均2.76m，上距4号煤层1.00~6.40m，平均3.26m，下距K3砂岩4.76m。煤层顶板为泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩。为推进经济、技术及安全一体化，受鑫瑞煤矿委托，由中国矿业大学结合该矿5#煤层顶板岩层力学性质和采掘等生产地质条件，通过理论分析、数值计算和工程实践等方

6、法，对1501工作面回采巷道的支护技术进行研究，以期解决该类巷道的围岩稳定控制问题。因该工作面切眼具体位置未定，故本课题组先行提供该工作面上下顺槽的支护设计，切眼支护方案待其位置确定后，在参考上下顺槽支护效果的基础上另行设计。351501采煤工作面顺槽支护设计方案中国矿业大学2生产地质条件2.1巷道围岩特征鑫瑞煤矿5#煤层厚度0.63～4.40m，平均2.76m，属井田稳定大部可采煤层。煤层结构简单，一般不含夹矸或含一层至二层夹矸。上距4号煤层1.00~6.40m，平均3.26m，下距K3砂岩4.76m。根据钻孔采样试

7、验，煤层直接顶板以泥岩为主，岩性较软，易风化，抗压强度32.8~33.6MPa，平均33.20MPa，属中硬岩石；抗拉强度0.9~1.0MPa，平均0.95MPa；抗剪内摩擦角33°49′~37°20′，平均35°35′，凝聚力系数3.4~4.7，平均4.05。底板以泥岩为主，其次还有砂质泥岩，抗压强度26.9~54.3MPa，平均40.60MPa，属中硬岩石；抗拉强度0.5~2.3MPa，平均1.4MPa；抗剪内摩擦角35°27′~40°30′，平均38°19′，凝聚力系数4.1~9.4，平均6.75。根据生产需要，

8、结合该矿地质条件，如图2.1和图2.2，1501工作面回风顺槽、运输顺槽均沿煤层顶板掘进，巷道设计为矩形断面，宽×高（净）分别为4500mm×3500mm、4500mm×3000mm，巷道净断面积分别为15.75m2和13.5m2。图2.15#煤地质柱状图351501采煤工作面顺槽支护设计方案中国矿业大学图2.21501及其相邻工