xx煤矿小块状软弱煤体大跨度开切眼炮掘一次成巷技术研究项目研究报告

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1、验收资料之四小块状软弱煤体大跨度开切眼炮掘一次成巷技术研究项目研究报告华亭煤业集团有限责任公司山寨煤矿二〇一五年十一月1目录第一章项目研究综述11.1立项背景11.2国内外研究现状11.3项目研究的意义21.4项目研究的内容和主要解决的问题21.5项目关键技术及创新点21.6结论31.7经济效益分析及推广应用价值3第二章概述42.1项目概况42.2巷道基本情况6第三章小块状软弱煤体巷道强化支护原理83.1小块状煤体巷道变形特征83.2强化软弱煤体强度93.3强化巷道围岩承载结构13第四章施工工艺及支护参数研究154.1施工方

2、法154.2支护参数154.3施工工艺要求164.4安全技术措施20第五章工程实践225.1施工过程225.2矿压观测255.3巷道支护效果28第六章结论29第一章项目研究综述1.1立项背景华亭煤业集团有限责任公司山寨煤矿行政区划分属于平凉市华亭县策底镇管辖，现主采煤层为煤5层。随着矿井开采深度的增大，矿压显现逐渐增强，2013年开始掘进的西翼1201工作面开切眼，采用的是炮掘导硐一侧贯通后大断面扩刷一次成巷的掘进方法。由于矿井重新划分采区后，西翼地质条件相对较差，煤层非常松散，成粉末状或小块状赋存，硬度值非常低，约为0.3

3、-0.7左右，直接顶为一层5m左右的砂质泥岩，部分地段顶板为厚层破碎油页岩与煤线互层，稳定性差。此类地质条件下巷道掘进速度慢，维护效果差，回采前需多次返修，工作量很大，成为制约矿井安全高效开采的一大难题。针对这一情况，矿上成立课题组就《小块状软弱煤体大跨度开切眼炮掘一次成巷技术研究》项目进行研究，现已完成项目建议书规定的全部内容。1.2国内外研究现状我国煤炭资源分布广泛，各矿地质条件各异。许多矿井都出现过松散破碎、甚至成散体粉末状的煤体巷道。近年来，由于煤矿机械化程度越来越高，开采深度逐渐加深，矿压显现逐渐增强，对于松散煤体

4、巷道的支护，国内无较成熟的支护方法，主要采用架棚支护，少数矿井采用注浆加固与锚杆支护；而对于极度松散、成粉末状或小块状的煤体巷道，一般都采用小循环掘进，架棚支护。而国内外对这类巷道又缺少系统的研究。281.3项目研究的意义该项目对小块状软弱煤体大跨度开切眼炮掘一次成巷技术研究，对松散煤体巷道围岩控制技术方面提出一些有益的经验及结论，用于提高围岩控制效果、减少巷道安全隐患、避免巷道返修、降低支护成本、提高经济效益。同时，对国内外类似地质及生产条件巷道的围岩控制技术同样具有一定的参考及借鉴意义。1.4项目研究的内容和主要解决的问

5、题1、对小块状软弱煤体大跨度开切眼炮掘一次成巷技术研究，对松散、软弱煤体巷道围岩控制技术方面提出一些有益的经验及结论；2、结合软弱破碎、甚至成粉末状的煤体特点及巷道所处地层层位围岩特征，对施工方案进行对比，确定施工方法及各项施工参数，确保安全高效生产。1.5项目关键技术及创新点1、通过对理论分析、现场试验方法，确定小块状软弱的煤体巷道采用炮掘一次成巷分次爆破交替掘进时，选择最佳的两个爆破断面错距，既能有效释放超前压力，又能对超前断面的帮部和两断面拐角处进行有效支护。2、通过对小块状软弱的煤体巷道围岩变形特征研究，针对性地提出

6、巷道的支护参数及施工要求。3、通过在顶板破碎区域增加竹笆片、减小支护排距，提高锚杆（索）初期预紧力等方法，限制围岩变形。281.6结论通过对3502工作面开切眼炮掘一次成巷施工方法和矿压观测分析研究，得出如下结论：1）软弱围岩大跨度开切眼采用炮掘一次成巷分次爆破交替掘进时，两个爆破断面错距3.2～4.8m时，既能有效释放超前压力，又能对超前断面的帮部和两断面拐角处及时进行支护。2）小块状软弱煤体爆破过程中，在掘进断面中、下部采用打浅眼，少装药的方法放震动炮，避免顶、帮部锚杆受爆破震动和高应力作用使锚固力显著降低。3）帮部位移

7、量大造成顶板梁的固支点向深部转移，顶板的挠曲下沉和离层量就大，而顶板下沉量大又反作用于帮部使帮部煤体碎裂破坏。因此，通过在顶板破碎区域增加竹笆片护顶、减小支护排距，提高锚杆（索）初期预紧力等方法，限制帮部位移和控制顶板下沉两者相辅相成、缺一不可。1.7经济效益分析及推广应用价值1、项目直接经济效益和社会效益分析优化了设计方案，不仅缩短了施工工期而且杜绝了资源损失，对矿井安全生产和提质增效有重要意义。确定了合理的支护参数，确保了巷道施工工程质量，对矿井安全生产提供了强有力的保障。2、推广应用前景本项研究为山寨煤矿西翼采区及其他

8、矿井地质条件类似巷道施工提供有益的理论研究成果和可靠的实践经验，对类似地质与开采条件下巷道施工提供参考，具有广泛的推广应用前景。28第二章概述2.1项目概况山寨煤矿西翼地质条件相对较差，煤层非常松散，成粉末状或小块状赋存，硬度值非常低，约为0.3-0.7左右，直接顶为一层5m左右的砂质泥岩