急倾斜极松软煤层顺槽掘进防顶煤抽冒技术研究.pdf

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1、第3期水力采煤与管道运输No．32013年9月HYDRAULICCOALMlNING＆PIPELINETRANSPORTATIONSep．2013急倾斜极松软煤层顺槽掘进防顶煤抽冒技术研究邓志学李正军秦云文(华蓥山煤业股份有限公司李予垭南煤矿638609)摘要：余绍了李子垭南煤矿的管棚超前支护和超前临时支护装置的自主研制过程，解决了急倾斜极松软煤层顺槽掘进防顶煤抽冒问题。关键词：急倾斜软煤层掘进超前支护装置中图分类号：TD263．4文献标识码：A文章编号：1006—0898(2013)O3—001

2、2—02由于煤层富存不稳定，局部煤层较薄，当综掘机1前言割顶、底板矸石时会产生振动，也容易造成迎头李子垭南煤矿可采煤层为单一急倾斜煤层，煤体抽漏。急倾斜极松软煤层巷道掘进破煤岩煤层厚度l一3m，倾角在5O。以上。该煤层赋存后，顶部存在着将与岩体失去联系的煤体。如果不稳定，煤层、顶、底板都较软，属“三软”不稳定支护不及时，该煤体可能因与岩体失去联系而冒煤层。长期以来，由于急倾斜极松软煤层条件的落，或虽然已支护，但支护失效或支撑力不足，就特殊性，掘进时因受煤层极松软及自身重力的影会冒落造成事故。响极易

3、发生顶煤抽冒现象，因此，防止顶煤抽冒4主要研究内容是主要技术难题。针对此种情况，该矿组织对急①研究制定出适合李子垭南煤矿急倾斜极倾斜极松软煤层综采工作面顺槽掘进防预煤抽松软煤层巷道掘进防顶煤抽冒的技术。冒技术进行了攻关，研发出适应矿井急倾斜极松②急倾斜极松软煤层掘进管棚超前支护方软煤层巷道掘进的超前支护装置及管棚超前支式技术研究。护防预煤抽冒技术。松软煤层巷道掘进超前支③急倾斜极松软煤层掘进超前临时支护装护装置研究成果已获得国家专利授权，技术属国置技术研究。内领先水平。5技术方案的确定2掘进工作面

4、情况煤矿的巷道支护有永久支护、临时支护和超现场实施场地为5l2O、5134机巷。5120工前支护等。所谓永久支护，是指在巷道的服务年作面设计走向长度560m，煤层厚度1．5—3．2m，限内，为维护巷道围岩稳定而进行的支护。《煤平均煤厚2．2m，工作面可采储量约11万t。该矿安全规程》明确规定，掘进工作面严禁在空顶工作面煤层厚度变化较大，在其外段局部地段煤下作业。所谓空顶，是指巷道新掘进后，对顶板厚3．2m，里段煤厚在2．0m以下，煤层硬度系数还没有进行任何支护，这时的巷道预板，称为“空小(f=1—

5、3)，软分层平均厚度0．8m左右。顶”。临时支护到巷道迎头的距离称为“空顶5134工作面设计走向长度640m，煤层厚度1．23距”。超前支护，就是让作业人员避免空顶作业～4．01m，平均煤厚1．85m，工作面可采储量约的有效型式。为此，经过反复分析研究，针对李20万t。该工作面煤层厚度变化较大，在其外段子垭南煤矿急倾斜松软煤层现状，提出了采用管局部地段煤厚4．0m，里段煤厚在1．5m以下，煤棚超前支护和超前临时支护装置两种主要技术层硬度系数小(f=1—3)，软分层平均厚度1m左方案，治理急倾斜松软

6、煤层掘进的顶煤抽冒。右。5．1管棚超前支护技术3顶煤抽冒的原因超前支护技术是指在巷道开挖之前，通过向掘进工作面由于煤层平均倾角在50。以上，掌子面前方地层里注浆、冷冻、打入钢管、钢板、且煤层呈粉状，局部由于受地质构造影响小断层锚杆等技术措施在巷道横断面上形成一个连续较为发育，顶板较破碎，因此容易发生煤层抽冒。体，使其加固开挖工作面前方地层，同时利用其122013年9月邓志学等：急倾斜极松软煤层顺槽掘进防顶煤抽冒技术研究第3期支撑力保持前方煤体的稳定，减少地表沉降基的顶煤抽冒技术研究的成功能有效防治

7、掘进时巷技术总称。道顶煤抽冒事故以及引起的瓦斯超限等安全问管棚采用PVC塑料管，为增加PVC塑料管题。该项技术的成功可使月单头掘进进尺提高强度和刚度，在地面先将PVC塑料管插入竹筋，lO％一20％，从而可大大降低每条巷道的辅助费再将PVC塑料管注满水泥砂浆，经过处理后的用，节省电费及设备租赁费用，具有较好的经济PVC塑料管强度和刚度大幅度提高，与金属管棚效益。比，成本大幅度降低，有利于减少支护成本。此a．2社会效益方法主要在煤层十分松软，煤层自稳时间特别短由于单进水平的提高，使得职工工资增加，时采

8、用。管棚临时支护原理图如图l所示。提高了工人积极性，队伍稳定。单进水平的提高有效地缓解了采掘接替紧张局面，使矿井生产稳定，经济效益持续良好，极大地稳定了全矿干部职工情绪，有利于社会安定。(1)此项目成功应用，为今后防治急倾斜极松软煤层半煤巷掘进顶煤抽冒等问题指明了方向。(2)防顶煤抽冒技术成功，为矿区及其它矿区同类条件下瓦斯治理提供了技术保证。(3)治理期间杜绝了伤亡事故，杜绝了煤壁片帮、煤体垮塌事故及瓦斯超限事故，保证了施工安全。图1管棚临时支护原理图(4)有力地促进了掘进工作面