复杂地质条件下薄煤层沿空留巷支护技术.pdf

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1、2013年第2期煤矿支护3l石家庄中煤杯参评论文复杂地质条件下薄煤层沿空留巷支护技术赵新达朱焕然李立龙[山东能源集团赵官能源有限责任公司，山东齐河2511133摘要本文开展了复合顶板沿空留巷承载机理与支护技术应用研究，总结出沿空留巷复合顶板的运动规律，对制定沿空留巷支护措施提供理论依据与指导，进行了有益的实践探索。关键词薄煤层沿空留巷复合顶板支护技术浅灰色，成分以石英为主，次为长石，泥质1概述胶结，夹有粉砂岩薄层；直接顶为泥岩，厚3．4m，黑灰色，质地细腻，见多层菱铁矿赵官煤矿前期开采七、十层煤，

2、煤层结核和少量椭球状菱铁矿结核，断口平坦薄，倾角小，瓦斯高，涌水量大，万吨煤掘状，硬度系数f一4；煤层顶部有一层厚度进率高，采掘接续紧张，严重制约着矿井的0．2m的碳质泥岩伪顶；直接底为粉砂岩，安全高效生产。现在开采的七层煤煤厚仅有厚1．5m，深灰色，含丰富根化石，下部夹1．1m，属于薄煤层开采，采掘接替紧张。较多的细砂岩薄层；老底为细粒砂岩，厚在此煤层实施沿空留巷技术，能够实现以矸4．9m，浅灰色，以石英为主，次为长石，换煤，采煤工作面无煤柱开采，提高煤炭资泥质胶结，局部夹有粉砂岩薄层。源回收率

3、，减少巷道掘进量，提高了万吨掘2．2锚杆支护参数选择进率，降低吨煤成本，从根本上改善矿井采巷道支护是影响煤矿技术经济指标及安掘接续的紧张局面，对煤矿的发展具有巨大全生产的关键技术问题。根据我国煤矿锚杆的促进作用。通过复合顶板沿空留巷承载机支护工程经验，结合1702试验巷道具体地理与支护技术研究，总结了沿空留巷复合顶质条件，采用工程类比法和理论计算相结合板的运动规律，对于沿空留巷支护措施的制的方法确定锚杆支护参数。定提供理论依据与指导作用。依据非弹性区理论和挤压加固拱理论进行锚杆支护设计计算。根据赵

4、官煤矿煤岩力2支护方式选择学实验结果，煤层普氏系数f值为2．0，煤层容重为15kN／m。，煤层粘聚力取2．1煤层顶底板岩性l_2MPa，内摩擦角取38。；煤层周围岩体1702轨道巷沿七层煤顶板破底掘进，平均容重取26kN／m。，粘聚力取2．0MPa，煤层破底高度不小于lm，见砂岩时沿砂岩内摩擦角取30。。根据挤压加固拱理论计掘进。7煤厚1．1m，黑色，条痕黑褐色，算，顶锚杆长度为1．9m，锚杆排距为成分主要为亮煤，镜煤和暗煤，玻璃光泽，800mm，锚杆直径可取20mm、22mm等规阶梯状断口，内生

5、裂隙发育，属半亮型煤，格。根据现场经验，结合锚索钢绞线常用规间夹含黄铁矿结核，煤质类型为贫煤，容重格。锚索可选取直径为17．8mm，长度为1．53t／m。；煤层老顶为粉砂岩，厚3．5m，6．4m的钢绞线。锚索间排距取1400×180032煤矿支护2013年第2期此，上区段工作面前方20m、后方100m范围内需要采用加强支护，加强支护可以采用3沿空留巷承载机理与支护技术单体液压支柱或专门研制的支架。沿空留巷上部顶板矿压力学表现是我们4沿空留巷关键技术进行支护设计的基础，支护设计包括沿空留巷顶板支护及

6、留巷侧巷旁支护。4．1支护形式3．1巷旁充填体作用机理根据相邻巷道支护实践和同类矿井的成回采工作面顶板岩层运动规律、沿空留功经验，确定1702轨道巷沿空留巷内为锚巷围岩变形、巷旁支护体变形以及支护体载网带+锚索支护，巷旁支护为巷旁提前开帮荷的变化都与回采工作面的周期来压有关顶板支护+充填体与矸石带耦合支护体。支系。巷旁支护体有效维护巷道，关键是要有护形式如图1所示。足够的支护强度及适量的可缩量，足够的支护强度能够及时切落采空区侧足够高度的顶板岩层，使更上位岩层得到采空区冒落矸石及侧向煤体支撑，同时

7、，适量的可缩量满足直接位于巷道上方的岩层服从控顶高度以上岩层的旋转下沉，防止在顶板岩层旋转下沉时被破坏，实现控顶载荷向侧向煤体及采空区冒落矸石转移。3．2巷内基本支护根据现场生产地质条件，综合应用锚杆支护围岩强度强化理论和计算机数值模拟研究确定沿空留巷锚杆、锚索支护参数，重点图1沿空留巷支护示葸图加强顶板和留巷后实煤体帮的支护，在留巷(1)巷内支护参数一帮使用传统支护(锚杆加托盘)，在另一顶板需要加强支护，故选用直径帮采用锚杆加钢带加托盘加强支护、树脂药20mm、长2000mm高强锚杆，间排距80

8、0卷加长锚固、高强度螺纹钢锚杆和锚索加强×800(mm)；巷帮选用直径18mm、长支护。对复合型顶板采用高强度预应力锚杆1800mm的锚杆，间排距800×800(mm)。+W型钢带+锚索桁架联合支护，锚杆、为了控制顶底板变形，顶煤肩部锚杆与水平w型钢带以加固刚性梁作用为主，锚索桁夹角为25。，上部角处锚杆与水平夹角为架是对顶板进行深部锚固而产生强力悬吊作25。，下帮角处锚杆与水平夹角为45。。其它用和相之叠加，组合形成一个新岩层，这个锚杆垂直安设，锚杆外露长度200mm。金新岩层厚