B070108 综采放顶煤上行开采巷道支护及其稳定性分析

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1、综采放顶煤上行开采巷道支护及其稳定性分析郑有雷郭念波【兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿，山东济宁，272169】摘要介绍济宁三号煤矿上行开采巷道锚网支护方式。通过对下层煤停采线附近上覆岩层的倾角变化的观测，判定了锚网支护是切实可行的；通过矿压观测分析了综采放顶煤条件下上行开采巷道采用锚网支护稳定性能够满足回采使用要求；裂隙观测统计证明了下层煤开采顶板周期性断裂与上行开采巷道顶板破碎区的一一对应；通过上行开采巷道底板至下部采空区的钻孔施工记录和钻孔录像技术了解下层煤裂隙带发育高度，为成功实现综采放顶煤条件下上行开采巷道安全掘进提供

2、了科学依据。关键词上行开采锚网支护稳定性分析裂隙观测钻孔录像43上03工作面是济宁三号煤矿第一个上行开采工作面。该工作面位于43下03工作面采空区上部偏东南。43下03工作面自2001年7月1日开始回采，2002年5月6日结束。43上03工作面两顺槽设计均采用锚网支护。为考察综采放顶煤上行开采巷道支护后的稳定性、掌握巷道掘进期间矿压显现规律及巷道空间位置变化与巷道稳定性的关系等，我们对43上03工作面辅助运输顺槽、胶带运输顺槽和探煤巷进行了矿压观测和分析。143上03工作面概况43上03工作面位于43下03工作面采空区上方的东南

3、部，3上煤层厚度为0～2.07m，平均1.23m，北部因冲刷变薄直至缺失。煤层直接顶为厚0.16～8.20m的深灰色泥岩，局部发育粉砂岩，坚固性系数f值为4～6；老顶为厚6.0～11.3m的深灰色粉细砂岩互层，局部为灰白色细砂岩夹粉砂岩条带，坚固性系数f值为6～8。43上03工作面倾斜长69.55m，走向长约775.16m。43上03工作面辅助运输顺槽在43下03工作面辅助运输顺槽上方，东距该顺槽巷道中心线2.5m，方向与该顺槽一致，43上03胶带运输顺槽东距该顺槽（中对中）73.55m。2施工情况根据国内外对上行开采的研究结果

4、，工作面回采完毕后，“两带”高度对于软弱岩层约为采高的9～12倍、对于中硬岩层为采高的12～18倍，对于坚硬岩层为采高的18～28倍。43下03工作面顶板为软至中硬岩层，故其两带高度取采高的6.3m12倍，即75.6m。冒落带高度约为采高的3～5倍，取4倍，即25.2m。地质勘探钻孔表明，济三矿四采区3下煤层和3上煤层的间距约为32.33～41.79m，平均36.03m，3上煤层处于下部3下煤层回采后的裂隙带中。因此掘进巷道顶板及两帮围岩的次生裂隙发育，以与巷道垂直的横断裂隙为主。同时3上煤层受下部煤层采出的影响，从3下煤层停采

5、线到采空区段为下沉区域，受拉伸的影响，停采线附近的3上煤层受到的破坏程度最大。43上03工作面辅助运输顺槽于2005年8月份开始施工，胶带运输顺槽于9月份也正式掘进。到2006年2月胶带运输顺槽与切眼贯通后，包括辅助运输顺槽、胶带运输顺槽、切眼及工作面内探煤巷等在内共1880m巷道全部完成施工，月进尺最高526m，平均308m。2.1巷道参数与施工方法43上03工作面所有回采巷道均采用矩形断面。辅助运输顺槽净宽4000mm、净高2600mm，净断面积10.4m2；胶带运输顺槽净宽4000mm、净高2400mm，净断面积9.6m2

6、。切眼正常段净宽6800mm，机窝段最大净宽8000mm，净高2600mm。巷道采用综合机械化掘进。综掘机为低矮型半煤岩掘进机，配合SSJD-800型胶带运输机形成煤流运输系统。巷道均沿3上煤层顶板施工，“三八制”作业，掘锚顺序施工。正常条件下每次截割两排进行锚网支护一次，循环进尺1.6m。2.2永久支护参数与工艺采用锚网支护作为永久支护形式，顶板条件较差处增加锚索加强支护。锚杆采用左旋无纵筋高强度螺纹钢锚杆。顶板锚杆直径22mm、长2200mm，帮部锚杆直径20mm、长1800mm。树脂锚固剂卷为CK2340型和K2340型两

7、种，均为全长锚固。顶板锚杆设计锚固力不低于150kN，帮部锚杆设计锚固力不低于100kN。网为10#铁丝编织的菱形金属网，网格50×50（mm），再配合用10mm圆钢加工的70mm宽钢筋梯。锚索直径18mm、长6200mm，设计锚固力不低于180kN，预紧力80kN。锚杆施工采用一次完成的快速安装工艺。顶板锚杆安设使用MQT-120型大扭矩低矮型风动锚杆钻机；顶板锚杆安装扭矩为120N·m；帮部锚杆安设使用MQB-45J型气腿式风动帮锚杆钻机，安装扭矩为60N·m。2.3巷道施工实际揭露情况43上03工作面在3下煤动压影响区域内

8、共施工回采巷道1880m。由实际揭露情况看，未出现预计中的顶板破碎严重、压力显现明显、支护体系失稳和巷道成形困难等情况，而是巷道顶、帮完整稳定、裂隙不明显、没有压力显现。锚网支护体系也非常稳定，从未出现片帮、冒顶、底臌严重等巷道失稳现象。从开始掘进到2006年4