东曲矿近距离煤层工作面顺槽支护设计及应用-论文.pdf

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1、第5期山西焦煤科技No．52014年5月ShanxiCokingCoalScience&TechnologyMav．2014·技术经验·东曲矿近距离煤层工作面顺槽支护设计及应用苏鑫(西山煤电(集团)公司东曲矿，山西古交030203)摘要近距离煤层巷道受采动影响，存在压力大、巷道维护困难、维修率高等问题。本文通过分析已有巷道支护设计中存在的不足，提出了全新的支护方案，并从成本及支护效果两方面进行对比，分析了新支护方案的可行性，可为同类巷道的支护提供借鉴。关键词近距离煤层；巷道；支护设计中图分类号：TD3

2、53文献标识码：B文章编号：1672—0652(2014)05—0009—03西山煤电(集团)公司东曲矿14414工作面皮带1概况顺槽上部为12414和12416工作面采空区，两煤层相1．114414工作面位置及采掘概况距18m左右，属于近距离煤层采空区下巷道掘进。14414工作面位于东曲矿973水平四采区，地面在近距煤层群开采过程中，如果巷道的布置位置不合标高为1268—1346m，工作面标高为986—1006m。理，巷道的支护难度将会非常大。本文结合14414工14414工作面长596m，上部有1

3、2414、12416工作面作面的具体现状对顺槽支护进行分析设计，取得了良采空区。14414皮带巷同14412轨道巷间的煤柱宽好的支护效果。度约为20m，工作面平面布置图见图1。图1工作面平面布置图1．2工作面围岩性质1．3地质构造东曲矿4煤层厚1．3～2．1m，平均厚度约1．714414工作面属于单斜构造，皮带巷在掘进过程m，其中，夹矸厚0．6～1．4m。直接顶为泥岩，厚度中无明显的地质构造出现，地质构造条件简单。1．15m，黑色，质纯，含植物化石；老顶为中粒砂岩，厚2四采区近距煤层开采及巷道支护现状

4、度为10．38m，灰白色，泥质胶结，层理不明显；直接2．1四采区近距煤层开采现状底为砂质泥岩厚度为1．1—4．85m，平均厚度东曲矿4煤层分为4煤上、4煤、4煤下3层。为3．0lm。4煤四采区上部的2煤层12416和12414面已于收稿日期：2014—03—21作者简介：苏鑫(1964一)，男，山西隰县人，1987年毕业于山西矿业学院，高级工程师，主要从事煤矿生产技术管理工作(E—mail)dqkjcxt@163．eom·1O·山西焦煤科技2014年第5期2008-2010年期间完成回采，工作面上覆岩

5、层活动通过对支护方案分析，结合井下实际情况，发现基本停止，围岩处于稳定状态，下部4煤层巷道掘进其支护形式与参数存在的问题如下：不受其影响。14414皮带巷同14412轨道巷问的煤1)锚杆(索)的预紧力过小，并且缺少必要的锚柱宽度约为20m。目前，14412工作面的两条顺槽已杆支护构件，例如减摩垫片和调心球垫。调心球垫和经掘进完毕，现进行14414皮带巷的掘进，14412工减摩垫片可以提高锚杆的预紧力转化效率。对支护作面采用全部垮落法处理采空区顶板，由于14412工的影响主要表现为：a)锚杆(索)的预紧

6、力过低，难作面的回采动压，加之14414皮带巷的顶板为泥岩，以发挥锚杆(索)主动支护效能，不能控制围岩初期直接底为砂质泥岩，强度低，遇水易软化，稳定性差，的扩容、离层和变形，围岩离层后再进行支护已无效。增加了巷道的支护难度。b)目前，锚杆的预紧力矩仅为150N·m，在实验室条2．2巷道支护现状分析件较好的状况下，此扭矩转化为锚杆的轴向力约为东曲矿四采区14414皮带巷沿4上煤顶板进行30kN。施工，长度为596Ill，巷道尺寸：4．5m×3．5m，皮带2)巷道两帮的支护强度不够。通过对14413工顺槽

7、支护方式见图2。作面顺槽及联络巷的变形状况调查分析发现，在工作面回采后，甚至在掘进期间，巷道的两帮鼓帮严重，出左旋螺纹钢锚杆d20mm×L2400mm现了片帮现象，巷道底鼓量大，在变形较大处巷道顶底板仅剩余1．7ITI左右，一方面是由于围岩的岩性和采动影响所致；另一方面是由于支护参数不合理造成的。为了控制巷道大变形，必须坚持整体性的支护原则。3)顶帮角锚杆布置方式不合理，影响支护效果。从锚杆杆体受力特征分析，锚杆抗拉能力远大于其抗弯、抗剪和抗扭能力，锚杆沿铅垂方向安装受力效果最好，如果偏离竖直方位，锚

8、杆安装过程就可能受到弯曲、剪切以及扭转作用，可能造成锚杆杆体受到破图2皮带顺槽原支护图坏，特别是锚杆尾部螺纹段，如果锚杆杆体偏离垂直14414皮带顺槽采用“锚杆+圆钢钢带+锚索+中心，极有可能受到剪扭弯的综合作用而发生破断。金属网”联合支护方式，顶板采用d20mm×2400现场实践以及实验室试验研究表明，对于近水平煤层mm左旋螺纹钢锚杆，问排距：850rain×1000mm，配巷道，锚杆垂直巷道表面安装效果最好，即使有夹角，压制碟形铁托盘，规格为100m