差异化支护技术在新郑煤电公司的应用

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1、第32卷第17期企业技术开发2013年6月V0l_32No．17TECHN0L0GICALDEVEL0PMENT0FENTERPRISEJun．2013差异化支护技术在新郑煤电公司的应用张晓斌，冉辉，姚丙傲(郑煤集团新郑煤电公司，河南新郑451100)摘要：郑新煤电公司所采的的二煤层赋存极不稳定，煤层巷道普遍采用沿底掘进，单一的被动支护方式难以控制巷道顶板离层及巷道变形，针对该种情况，提出煤巷差异化支护技术，文章详细阐述了差异化支护的基本原理，针对差异化支护在1220837付巷进行了工业性试验，取得了较好支护的效果，值得在“三软”煤层巷道中进行推广应用。关键词

2、：“三软”煤层；差异化支护；顶板；变形中图分类号：TU472文献标识码：A文章编号：1006—8937(2013)17—0149—02郑煤集团郑新煤电公司所采的二1煤层为典型的“三组合拱结构，发挥了巷道围岩自承载能力，在保障巷道支软”煤层，煤层赋存极不稳定，煤层厚度变化较大，矿井煤护效果的同时，既能够减小掘进迎头控顶难度，提高循环巷布置普遍采用沿底掘进，当煤层厚度较大时，沿底掘进进尺，又能够合理的降低被动支护强度和支护密度。巷道全断面处于二煤层中。由于二煤层为高应力强流变3“三软”煤巷差异化支护技术的应用煤层，受工作面支承压力的作用，巷道顶板向巷道内鼓出，普通

3、金属支架难以起到较好的支护效果，且现有支架抗侧面对当前煤炭行业的严峻形势，新郑煤电公司在12208压能力差，导致大量支架出现失稳、破坏。因此，针对二煤下付巷(如图l所示)进行差异化支护工业性试验。目前，在层的高应力强流变性，根据其厚度的不同，在顶板岩层较12208下付巷共施51217个试验段，并先后分区域实施了以完整且尽量满足工作面回采要求的同时，改革回采巷道布下9套支护方案：1m棚距36U型钢棚+双层塑料网支护；1置形式、优化巷道断面形状，由沿底掘进改为沿顶掘进是Ill棚距36U型钢棚+锚杆钢带支护；600mm棚距36u型钢棚解决“三软”煤巷支护难题的一条有

4、效捷径。+双层塑料网支护；锚网支护(后套1m棚距36u钢棚)；1rn棚距36u型钢棚+成组锚索支护；11TI棚距36u型钢棚+3花1巷道支护现状及存在问题锚索支护；1ITI棚距29U型钢棚+3花锚索支护；1m棚距29U受“三软”不稳定煤层赋存条件影响，长期以来郑州矿型钢梯形棚+3—4—3锚索支护；1nl棚距29u型钢平顶棚+3区煤巷支护一直以被动支护为主，近年随着矿井采深不断花锚索支护。加大，其支护方式由最初的木棚支护、矿工钢棚等刚性支架支护发展到u型钢可缩性支架支护。目前，U型钢支护已成为郑州矿区“三软”煤巷的主要支护手段，而且U型钢型号也由最初的25u、2

5、9u增大至36u，其中36u型钢支架在深部“三软”煤巷使用比例已接近100％。虽然，理论上u型钢支架具有承载能力高、可缩性等优点，但实际承载过程中受支架结构形式、支架一围岩相互作用关系等制约，u型钢支架实际承载能力仅为其理论承载能力的1／4～1／10，甚至更低。“三软”煤巷支护设计大多依赖于工程类比，通常情况下采取的支护手段、支护参数差别，支护设计往往缺乏针对性。当巷道出现大变形时，通常采用加大支护型钢的型号或加大支护密度。但也很难控制动压影响过程中“三软”煤巷的强烈变形，大量煤巷陷入“前掘后修”、“屡修屡坏”的恶性循环。图112208-／-作面示意图2“三软

6、”煤巷差异化支护原理第一阶段：12208下付巷差异化支护试验初期，缺乏二在工程实践中，一般条件下巷道掘出后，巷道顶板岩l煤层巷道锚网支护经验，试验初期仅将36u型钢支架棚层随即出现挠曲下沉，顶板岩层离层、破裂导致是围岩自距由600mm扩大至1000mm，其它支护参数不变。从支护状况看，该段巷道拱部椽子折断较多，个别地段出现网兜，承载能力。因此，工程实践中应采取措施避免顶板岩层出现离层、破裂，促使顶板围岩保持始终一定的自承载能力。巷道支架总体变形量不大，能够满足巷道使用断面要求。需必须借助锚杆、锚索等主动支护手段来实现这一目的。第二阶段：随着试验稳步推进，采用大

7、棚距单一u型钢通过锚杆、锚索等主动支护方式支护顶板，形成的组合梁、支护方式，巷道掘进速度大幅提高，但在掘进期间随着上覆岩层离层、破裂，巷道顶板压力逐渐显现。通过总结经作者简介：张晓斌(1987一)，河南郑州市人，助理工程师。验，在继续推进大棚距支护的同时，在后方顶板打设锚杆，15O企业技术开发2013年6月并安装钢筋梯，在该方案实施过程中，由于巷道逐渐进入SF15断层区域，巷道支护随即变为600mm棚距U型钢支护。第三阶段：12208下付巷完全进人SF15断层区域后，为全岩巷道，为进一步推行锚网支护支护，施工了约18m全锚网支护巷道，实施过程中为保障安全后期在

8、该段巷道实施套棚，从目前情况看，巷道维