急倾斜突出煤层巷道支护技术探析

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1、急倾斜突出煤层巷道支护技术探析　　摘要：通过对梨园坝煤矿急倾斜突出煤层运输巷不同支护方式的对比分析，浅部急倾斜突出煤层采用锚网喷支护不能对上帮煤体进行有效控制，导致上帮煤体滑落、支护失效，施工过程中针对现场实际情况，改变支护方式采用工字钢支护，经实践证明，工字钢支护对浅部急倾斜突出煤层巷道有较好的支护效果。关键词：煤层巷道；锚网喷支护；工字钢支护中图分类号：P618.11文献标识码：A一、工程背景梨园坝煤矿为煤与瓦斯突出矿井，为新建矿井，开采M6、M7、M8煤层，均为突出煤层，各煤层瓦斯含量为M6煤层12.0

2、4ml/g·可燃物，M7煤层9.47ml/g·可燃物，M8煤层15.05ml/g·可燃物。M6、M7煤层平均层间距为5.59m，M7、M8煤层平均层间距为8.2m，设计将M6煤层作为上保护层开采。7首采工作面设计为1161回采工作面，开采突出煤层M6煤层，开采标高+720m～+800m标高，采煤工艺为综合机械化采煤。运输巷标高+720m，对于地表标高为+860m～+930m，工作面运输巷埋深+140m～+210m，煤层倾角38°～45°，煤层顶板主要为泥质灰岩，少数泥岩；底板主要为砂质泥岩，少数粉砂岩、泥质粉

3、砂岩、泥岩、炭质泥岩。二、支护技术分析1、锚网喷支护效果工作面运输巷设计采用半圆拱断面，锚网喷支护，巷道净宽3600mm，净高2800mm，锚杆采用φ16的A3圆钢制作，Z2835型树脂锚固剂（2条/根），每根锚杆配一个A3钢托盘，规格为120×120×8mm，金属网采用Φ6.5钢筋焊接网，网片规格为2m×1m，网格100×100，搭接宽度50，要求钢筋网紧贴岩面，距离不超过20mm，锚杆外露长度不超过30mm，运输巷内安设胶带运输机并铺设轨道，见图1所示。图1锚网喷支护断面在施工过程中，由于煤层倾角较大，突

4、出煤层煤体松散，煤体自稳能力差，巷道掘进并支护完成后，进入下一循环施工放炮时，松散煤体受放炮震动影响，巷道上帮煤体失稳，沿煤层底板溜入巷道内，导致巷道上帮本该布置回采工作面的位置形成空洞，对工作面的回采工作带来不利影响。2、巷道支护体破坏原因7根据锚网喷支护的压缩拱理论，把锚杆以适当的间距沿拱形巷道断面系统安装，就会在巷道周围形成连续的均匀压缩带，并起拱的作用，如图2所示。压缩带在巷道围岩内形成后，如同完整碹体，它与巷道帮顶的深部围岩紧密啮合。锚杆压缩带形成的碹体整体性好，有更好的抗压性能，不易产生应力集中现

5、象。图2锚杆支护机理1—锚头；2—拧紧部但在本巷道施工过程中，由于煤层倾角较大，且为突出煤层，煤体较为松散，自稳能力差，锚杆支护后锚头所处围岩条件为松散煤层，锚固效果不佳，导致锚固范围锚固力不均匀，支护体未能形成连续均匀的压缩带，煤层位置的支护体形成压缩带的薄弱环节，所以支护体在矿山压力、煤层自身重力和放炮震动等外力影响下失稳破坏。2、梯形断面工字钢支护技术根据对锚网喷支护体破坏原因分析，在施工过程中对原设计的半圆拱断面锚网喷支护方式进行改进，修改为梯形断面工字钢支护，巷道顶净宽2900mm，底净宽3900m

6、m，净高2410mm，用12号矿用工字钢支架支护，支架安装间距500mm，见图3所示。支架与煤（岩）体之间加装木（竹）制背板充填间隙，利用工字钢支架自身强度克服煤体下滑形成的侧压力。7在施工过程中由于工字钢支架自身强度克服了由于矿山压力、煤体自重和放炮震动等外力影响而形成的侧压力，松散煤体受力平衡未能形成自由面，从而保证上帮煤体的稳定性，使得巷道在工字钢支护下顺利完工。图3工字钢支护断面三、锚网喷支护和工字钢支护在工程中优缺点分析1、锚网喷支护优缺点锚网喷支护方式是一门新型的支护技术，具有支护体可靠性高、锚杆

7、安装便捷、施工速度快、造价低廉等优点。但是在本工程中，由于煤层倾角较大、煤体松散等原因，造成煤层内的锚杆锚固效果不佳，支护体受力不均匀，从而造成支护体破坏。另外由于矿井采用综采工艺，且本煤层作为保护层开采，为保证被保护层的保护效果，不能留设煤柱，采煤机采煤时与煤层中的锚杆相互摩擦产生火花，有引起火灾或瓦斯爆炸的危险，给矿井生产带来不利影响。2、工字钢支护的优缺点在本矿井实例中，由于煤层埋深较小，矿山压力较小，采用工字钢支护能够有效克服由于煤层倾角大、煤体松散导致支护体破坏的不利影响，且在回采过程中工字钢支架可

8、拆卸，支架可重复利用，后期开采成本底。在回采过程中有效避免采煤机与金属摩擦产生火花，引起火灾或瓦斯爆炸的危险。且工字钢支护在周边相似条件矿井中使用效果较好。7但是工字钢支护为一传统支护方式，架设支架劳动强度大，支护时间长；采用工字钢支护，钢材消耗量较大，初期投资高；工字钢支护为刚性支护，在矿山压力过大的情况下支架变形严重等缺点，这一支护方式已经很少使用。四、急倾斜突出煤层巷道支护体系的延伸分析由于本