大柳塔煤矿薄基岩下巷道掘进技术研究

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1、大柳塔煤矿薄基岩下巷道掘进技术研究侯志成（神华集团神东煤炭公司大柳塔煤矿陕西神木719315）摘要：针对大柳塔煤矿22614综采工作面顺槽过薄基岩区，优化支护形式与参数，采取合理的管理措施，达到了预期效果，为类似条件下顺槽的掘进提供借鉴。关键词：薄基岩；联合支护大柳塔煤矿22614综采工作面上覆基岩厚度在2.6～45m之间，为防止掘进引发顶板冒落或溃水溃沙等灾害发生，需针对地质情况采取有效的措施，以确保安全掘进。1薄基层段地质条件1）伪顶：炭质泥岩，厚0～0.52m，灰色、灰褐色，水平层理发育。2）直接顶：砂质泥岩、泥岩，厚1.75～9.61m，水

2、平层理发育，含植物茎叶化石。3）老顶：粉砂岩为主，13.1～40.4m，部分区域为砂质泥岩、中砂岩、粗砂岩。部分区域近上部风化，风化层厚一般1.0～3.0m,风化后岩石物理强度降低。4）煤层厚度4.8～5.8m,平均厚5.43m，结构简单,一般不含夹矸。5）进一步钻探数据表明22614顺槽掘进最薄区域在回顺12联巷附近,其上覆基岩厚度小于10m区在回顺1硐室(距切眼1822m)至10联巷(距切眼2033m)间，部分区域基岩风化严重，物理强度较低。基岩之上为富含水的砂砾石层。2薄基岩段掘进技术2.1顶板岩性的探测为准确掌握巷道顶板岩性，采取现场钻探方

3、法，以确定合理的循环进尺及支护方式。2.1.1坑道钻机钻探22614回顺（1）回撤通道向里540m处前15m、前30m、后15m、后25m处各施工一个钻孔取芯；22614回顺（2）内与回顺（1）平等位置处前10m、后20m处施工一个钻孔取芯；连采队掘进时，每50m施工一个探顶钻孔，基岩厚度大于12m时，每100m施工一个取芯钻孔。2.1.2、锚索机钻探4每循环用锚索探顶板岩性，掌握顶板状况。2.2循环进尺确定严格执行短掘短支。正常基岩厚度＋顶煤厚度大于6m、小于15m时，顶板无异常情况下循环进度不大于6m；正常基岩厚度＋顶煤厚度小于6m时，顶板淋水

4、大、裂隙发育时，循环进度不大于3m；在顶板破碎，施工过程出现顶板掉渣等现象时，循环进度不大于1m。2.3支护方案2.3.1支护方式巷道留设400-500mm底煤，保证巷道高度的情况下，将其余煤层留在顶板上，顶煤平均1.4m。采取锚杆+钢筋网+锚索+W钢带+架钢梁棚联合支护方式。2.3.2支护参数顺槽设计宽度5.4m，高度3.8m。1）锚杆间排距为1*0.8m，每排6根，锚杆规格为¢18mm×2.1m螺纹钢锚杆，；钢筋网网孔为100*100mm，2.8*1m。2）锚索及钢带支护：根据顶煤与基岩的总厚度确定锚索参数，确保锚索锚固段在基岩段，有利于锚固力

5、的形成与稳定。（1）当（顶煤+基岩）厚度大于7.0米时，采用¢15.24mm×6.5m锚索补强支护，排距2米，每排2根。（2）当5.5米<（顶煤+基岩）厚度≤7.0米时，采用¢15.24mm×5.0m锚索+4.2m长W钢带补强支护，排距2米，每排3根，锚索中间一根锚索沿巷道中心线，间距1.8m，两巷两侧锚索分别距帮0.7m、0.6m。（3）当4.0米<（顶煤+基岩）厚度≤5.5米时，采用¢15.24mm×3.5m锚索+4.2m长W钢带支护+架棚补强支护；锚索及W钢带排距2米，每排3根，锚索树脂增加为4卷加强锚固效果，架棚采用11#工字钢有腿棚，棚距

6、1米，棚与棚之间用横拉杆（φ24*1500mm（1000mm）圆钢）连接；钢梁棚由外向工作面进行支护，不贴帮的棚腿采用道木或背板垫实杀紧。3）联巷口段顶板支护：联巷开口支护长度为5m。采用锚杆+钢筋网+锚索+钢梁，钢梁长4.5m。锚杆间排距为1*0.8m，每排6根；锚索间排距1.7*2.0m；每排3根。每个联巷口架三架锚吊梁。44）调车硐室顶板支护：采用锚杆+钢筋网+锚索+W钢带。锚杆间排距为1*0.8m，每排4根。锚索间排距1.5*2.0m，每排3根。2.4施工组织巷道掘进完毕后及时进行锚杆支护，锚杆支护完毕后进行锚索支护。每一循环掘进完毕，锚杆

7、锚索必须支护到位后方可进行下一循环作业。锚索支护到位后架设无腿棚，保证无腿棚滞后工作面不大于2m。随后架设有腿棚，滞后工作面不得大于12m。3支护效果为验证支护效果，每50m布置一个顶板离层仪，观测顶板离层情况。说明：测点1处基岩厚度3.2m，测点2处基岩厚度4.6m，测点3处基岩厚度5.5m。从顶板离层数据分析看，锚索支护后与锚杆支护后顶板离层幅度基本一致，架棚后顶板趋于稳定，2个月后顶板无基本变化，巷道支护达到了效果。4结论1）针对基岩薄、自承力差的特点，通过优化支护参数，加强支护，锚杆与锚索将顶煤与基岩绞合为一体，提高了组合梁的强度和承载力，

8、钢梁与组合梁形成一共同承载体，对上覆岩层形成了有效支承。2）目前巷道已交付6个多月，巷道变形基本无变化，实践表明联合支护满