深部复杂地质条件下回采巷道联合支护技术应用

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1、深部复杂地质条件下回采巷道联合支护技术应用　　【摘要】阐述了夹河煤矿深部开采复杂地质条件下回采巷道锚网、索联合支护技术的应用，简要介绍了相关支护参数选择，分析了回采巷道矿压观测情况，提出了建议和取得的效果。【关键词】深部复杂条件回采巷道联合支护1地质概况夹河煤矿于1969年正式投产，年设计生产能力45万吨，核定年生产能力50万吨。经过技术改造，现年生产能力均在120万吨以上。夹河煤矿位于江苏省徐州市西郊15km，目前主要可采煤层为2、7、9层煤，其上部煤层开采已基本结束，开采深度现已达1000m左右，属于深部开采。该矿地质构造复杂，断层数目较多，且顶板破碎，三下压煤较多，

2、吨煤成本偏高，在250元以上。采区位于-800西一。（1）工作面位置及井上下关：2445工作面位于徐州市铜山区大丁场村东北，前崔店以西，-1010西一二层回风道以东，东到夹张边界，上部为2443采空区，下部为未开拓区域。6（2）顶板类别：根据《缓倾斜煤层工作面顶板分类》方案，结合徐矿集团公司《顶板管理实施细则》及矿压资料，确定该面顶板定为Ⅱ级2类顶板。（3）工作面矿压分析：1）直接顶初次垮落步距为4～8m。2）基本顶初次垮落步距为15～20m，周期来压步距为8～10m。3）顶板来压强度为：164.93～275.67kN/m2。4）底板比压值为20.32MPa。2支护参数的

3、确定根据2445工作面矿压资料，对工作面两道支护强度提出较高要求，结合2445工作面综合柱状图分析可知，在工作面8倍采高即16m（按采高2m计算）范围内自下而上的岩性及厚度依次为：0.1～0.6m厚的泥岩，4.07m厚的砂质泥岩，0.41m厚的煤，0.19m厚的泥岩，0.35m厚的煤，1.57m厚的泥岩，0.89m厚的煤，5.47m厚的砂质泥岩，0.36m厚的煤，7.46厚的细砂岩。因此可将该面两道巷道顶板视为“软、中硬、软、硬”类型。加之上部是2443工作面采空区，巷道压力之大可想而知。选择支护方式为锚、网、带、锚索联合支护。6（1）锚、网、带支护参数，按照锚杆支护悬吊

4、理论，锚杆把要冒落的软弱岩层或危岩悬吊于上部坚固稳定的岩体上。据此用相关公式计算出锚杆长度为2.20m。通常情况下，锚杆间、排距相等。用相关公式计算出锚杆间排距均为0.8m。根据巷道埋藏深度《掘进技术管理规定》中《各类回采巷道合理的锚杆支护技术选择表》确定顶板选用直径22mm、长2200mm的全螺纹钢等强锚杆，两帮选用直径18mm、长1800mm的全螺纹钢等强锚杆。机掘时，顶板锚杆间排距为800×800（mm），上帮锚杆间排距为850×850（mm），下帮锚杆间排距为900×900（mm）。顶板使用3.5m的钢带并铺设金属钢丝网，两帮铺设金属菱形网配钢带。顶板锚杆用CK2

5、360型树脂锚固剂卷各一卷加长锚固，两帮锚杆一卷CK2360型树脂锚固剂卷端头锚固。巷道支护时锚杆紧跟迎头，前排锚杆距迎头不得大于最大空顶距（1900mm）。机掘后及时进行临时支护，施工人员在临时支护的掩护下进行永久支护。（2）锚索支护参数，锚索的主要作用是在锚杆支护失效时能承担冒落拱中岩石的重量。锚索材料选用高强度低松弛（Ⅱ级）粘结式7丝钢绞线，锚索直径17.9mm、长8m，破断力360kN。锚索间排距均取2000mm。每根锚索用4卷直径2800mm、长600mm的树脂锚固剂卷锚固，锚固长度1200mm。槽钢选用16#以上槽钢，其极限强度不低于450MPa，托盘强度要与

6、锚索相匹配。当顶板破碎、过断层或顶板下沉量有异常时，锚索跟迎头支护。3矿压观测结论我矿对2445工作面回采巷道支护后进行了矿压观测。根据观测结果得出以下结论：6（1）因巷道直接顶为灰色砂岩，从观测结果来看矿压显现周期较长，变形较明显。（2）顶板托锚力和右帮托锚力均不大。顶板平均托锚力为10MPa，上帮锚托力平均为15MPa，下帮托锚力平均为8MPa。（3）该巷道支护设计是合理的，断面收缩率、围岩变形都在可控制范围内。但由于局部地质条件使两帮变形及顶板下沉较严重。据上述结论建议：1）在顶板破碎的地段，建议采用锚索配合锚杆支护并缩小锚杆间排距。2）巷道掘进中及时对巷道顶板和两

7、帮支护，并保证顶板及两帮锚杆预紧力达到要求。4几点体会及取得的效果4.1几点体会6（1）采用联合支护使锚固岩层形成一个整体承载结构，改变了岩层的受力状态，提高了岩层自承和承载能力，有效地控制了巷道围岩早期离层，减少了围岩变形，提高了巷道支护的可靠性。实践证明，联合支护是复杂地质条件下深部回采巷道有效的支护方式。（2）复杂地质条件下深部回采巷道受到采动压力或构造应力的影响，同时受到的垂直应力也相应增加，其中采动压力影响最大。回采巷道应根据采动压力影响，要预留10%以上巷道允变量。（3）回采巷道顶板两肩角处受力复杂，锚杆应适当加长