大同矿区双系特厚煤层巷道支护探讨.pdf

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1、同煤科技第2期(总第140期)TONGMEIKEJI2014年6月大同矿区双系特厚煤层巷道支护探讨付茂全摘要针对大同矿区双系煤层的复杂特点，总结巷道支护技术难点，提出合理的巷道支护条件。关键词煤矿开采；双系煤层；特厚煤层；巷道支护中图分类号TD353文献标识码B文章编号1000—4866(2014)02—0022—020引言1巷道支护主要技术难题大同煤田位于山西省北部大同市西南，赋存有2(1)含煤层数多、煤层厚度变化大；石炭系煤岩个煤系，即侏罗纪煤系和石炭二叠纪煤系。侏罗系含层存在岩浆侵入、侏罗系煤岩层存在软弱夹层等复杂煤面积772km，石炭二叠系

2、含煤面积1739km。北特点，支护条件复杂。中部两煤系重叠面积684km。北部不重叠，只有侏(2)煤层顶板基本为坚硬的砂砾岩或砂岩，厚度罗系，含煤面积88km；南部不重叠，只有石炭二为10m50m，厚层状整体结构，层理、节理裂隙均叠系，含煤面积1055km。不发育，具有冲击倾向性。侏罗纪煤系一般分为l5个煤层组、21层可采煤(3)掘采关系复杂，工作面动压巷道围岩破坏模层，其中2#、3#、8样、11#、12#、14#煤组赋存较式及失稳机理不明确；局部地段3#一5#煤层双系煤为稳定，主开采煤层集中，多为近水平，一般为3。～层叠加，围岩运动影响大，应力分

3、布特征辨识不清5。倾角。煤层顶板基本为坚硬的砂砾岩或砂岩，厚度晰。为10m～50m，厚层状整体结构，层理、节理裂隙均(4)盘区大巷及盘区车场对停采线煤柱尺寸及收不发育，尤以上部2#、3#煤层多沉积有厚层整体砂尾回采方式的影响考虑不充分，初设的支护结构安全砾岩或砂岩。含煤总厚最厚达51．13m，平均20m一性能比较低。22．55m，含煤系数21．48％～23．8％。5#、8#煤层为主要可采煤层，局部地段3#～5#煤层合并为巨厚煤层。2保证巷道稳定性需要进行的工作石炭系煤岩层存在岩浆侵入、侏罗系煤岩层存在软弱夹层等复杂特点，其中浅层煤炭资源随着多年开(

4、1)研究大同矿井不同巷道的地质赋存条件和应发已接近枯竭，煤炭开采开始相继向下部煤层转移。力环境，最终提出合理支护的方案；受开采时间、使用技术、开采工艺、地层条件等诸多(2)开发一套实用、科学、方便可靠的支护设计因素的影响，浅部煤炭资源开发后形成了规模庞大、应用系统；形态各异的废弃空间——井巷、硐室和采空区(以下(3)利用理论建模等相关知识，揭示双系煤层巷统称采空区)。前些年小煤窑的无序、低效开采，资道围岩的强度衰减特征、致灾机理、破坏模式及稳定料严重缺失，使得采空区的分布更加杂乱无章，给巷控制理论，形成体系化的、适用于大同矿区不同矿井道围岩的分类与

5、支护设计造成了极大困难。为此，巷坚硬顶板双系煤层巷道的围岩稳定控制理论和支护技道支护研究是大同煤矿集团公司近年来最重要的科研术；课题之一。良好的巷道支护条件是安全生产，提高效(4)制订适合大同煤矿集团公司不同矿井的“双率，增加经济效益的先决条件之一。系煤层巷道围岩分类及支护技术规范”。2014年第2期付茂全：大同矿区双系特厚煤层巷道支护探讨·23·3设计合理的巷道支护方法求，按围岩变化和距地表的厚度，优化支护结构和参数。其基本要求是适当降低锚杆杆体直径，减少u巷道设计要求巷道稳定性要好，工程完好率高，形钢棚支护数量，合理选择锚索支护形式和参数。在造

6、价最低，维修费最少。要投人精力进行研究，尽量满足巷道稳定的前提下，尽量降低支护成本。支护效实现上述目标。对工程地质条件、地应力、构造应力果是指支护结构形式与围岩条件、变形规律匹配，是进行调查分析，确定巷道总体布置方式。研究测试软对整体工艺设备的效果要求，既要求喷射混凝土、锚岩物理力学特性，进行近似条件工程实践调查，分析杆、锚索、金属网、锚注以及锚架、锚梁等支护形式变形破坏机理和特征。通过现场矿压监测、收敛变形的最佳组合，同时要在工艺顺序、支护时间上设置合检测、数值模拟等研究优化支护结构形式、支护参理。数，合理确定施工工艺顺序。巷道的支护方法应保护围

7、岩本身的稳定。巷道开挖要减少对围岩的震动，要采取及时封闭围岩或采用巷道设计应遵循地应力原理和空间优化原理。巷超前支护等加固措施，并注意防水，减少巷道开挖后道应尽量平行于最大主应力方向；主要硐室尽量避开应力重新分布的扰动范围，以保护围岩原始结构状态褶曲轴部、断层附近，以减少地质构造残余应力影的强度。软岩巷道开挖后及时喷射混凝土封闭，然后响；难以避开地应力影响时，应采用先卸压或减缓支用锚杆进行加固，加金属网、复喷等其他支护形式，护应力传递的方法。巷道之间应保持足够的距离，以在短时间内构成具有强抗力的柔性及可缩性支护。不减少工程应力的叠加效应，避免互相干

8、扰。要根据岩定期检查，适时补强加固。支护后应加强对围岩的变层结构决定巷道断面形状，减少应力集中，以利于支形监测。如位移速度