近距離煤層下沿空留巷支護(hù)技術(shù)探究

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1、近距離煤層下沿空留巷支護(hù)技術(shù)探究摘要：蘭花寶欣礦3#煤層與2#煤層層間距平均13.4m,為提高煤炭回采率，3103工作面實(shí)施無(wú)煤柱開(kāi)采，屬于近距離煤層下沿空留巷。本文在分析了工程特點(diǎn)和難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了合理的巷道支護(hù)參數(shù)，確保了沿空留巷的順利進(jìn)行關(guān)鍵詞：近距離煤層；沿空留巷；支護(hù)D0I：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.0531工程概況蘭花寶欣礦是山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司在山西古縣控股且具備生產(chǎn)條件的礦井，目前主采2#、3#煤層，其中3#煤層與2#煤層層間距平均13.4m,屬于近距離煤層。3#煤層位于山西組中部，K7粉細(xì)砂巖之上，下距K7砂巖9.24-3

2、2.20m,平均19.53m,煤層厚1.50m-1.90m,平均1.77m,不含夾殲，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。全區(qū)發(fā)育穩(wěn)定，屬全區(qū)穩(wěn)定可采煤層老頂或直接頂板為中細(xì)砂巖或粉砂巖，質(zhì)硬、鈣質(zhì)或硅質(zhì)膠結(jié)，裂隙發(fā)育，方解石脈充填，屬中等堅(jiān)硬巖石，冒落性II類(lèi)頂板，厚lm—4.66m,一般平均3.12m。局部直接頂板為泥巖，厚2.43m—4.15m,平均3.29m,質(zhì)軟。底板灰黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，厚0.6m—6.44m,平均2.9m,屬不堅(jiān)硬巖石。3#煤層頂?shù)装辶W(xué)性質(zhì)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1為提高煤炭回采率，延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限，以3103工作面為工程對(duì)象，實(shí)施無(wú)煤柱開(kāi)采成套技術(shù)2沿空留巷的工程特點(diǎn)與難點(diǎn)3煤煤層的

3、埋藏深度在400?700m左右，煤質(zhì)硬，煤層涌水量小，自燃傾向性較弱，為3煤回采巷道沿空留巷創(chuàng)造了有利的條件從已經(jīng)回采完畢的3101、3103工作面來(lái)看，原有的巷道支護(hù)強(qiáng)度僅能達(dá)到控制掘進(jìn)穩(wěn)定時(shí)期的程度，受留巷動(dòng)壓影響時(shí)，礦壓顯現(xiàn)劇烈，巷道變形大。3煤回采巷道采用沿空留巷時(shí)，巷道需承受二次動(dòng)壓的影響，且3煤留巷屬于近距離煤層下沿空留巷，工程特點(diǎn)與難點(diǎn)如下：(1)2煤與3煤屬于近距離煤層，上下煤層間開(kāi)采的相互影響會(huì)逐漸增大，下部煤層開(kāi)采前頂板的完整程度已受上部煤層開(kāi)采損傷影響，其上又為上部煤層開(kāi)采垮落的巖石，且上部煤層開(kāi)采后殘留的區(qū)段煤柱在底板形成的集中壓力，導(dǎo)致下部煤層開(kāi)采區(qū)域的頂板結(jié)構(gòu)和應(yīng)力

4、環(huán)境發(fā)生變化。下部煤層開(kāi)采時(shí)，工作面極易發(fā)生頂板冒、漏事故，與上部煤層采空區(qū)溝通，造成工作面漏風(fēng)，回采巷道的礦山壓力顯現(xiàn)明顯，壓力傳遞規(guī)律特殊，巷道圍巖移近量大，巷道維護(hù)困難，3煤于近距離煤層下留巷，更增加了巷道圍巖控制的難度。(2)煤系地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，巷道層位難以選擇。3煤的煤層厚度從賦存不穩(wěn)定，頂、底板分別為層理發(fā)育的砂巖、泥巖，巷道的頂板可選擇跟3煤頂板。巷道頂板為夾殲、松散煤層、泥巖或砂質(zhì)泥巖的典型難控制的煤巖復(fù)合頂板。（3）巷道基本為全煤巷道。3煤的f值在2?3之間，但其極具碎裂特性，受采動(dòng)擾動(dòng)后，即發(fā)生顯著片裂。全采動(dòng)影響過(guò)程中巷道頂板的安全控制和煤體的穩(wěn)定控制技術(shù)要求高，難度大。（

5、4）巷道底板控制難度大。不同開(kāi)采條件下的留巷底臓是巷道表面收斂的最大組成部分，甚至能占到頂?shù)装逡平?0%,采用沿空留巷時(shí)要承受二次采動(dòng)影響，巷道底臓速度和底臓量會(huì)表現(xiàn)的更為劇烈。（5）巷道服務(wù)時(shí)間長(zhǎng)。以3103軌道順槽留巷為例，巷道服務(wù)時(shí)間從掘進(jìn)至回采，再到留巷復(fù)用，實(shí)際時(shí)間在2年以上，加大了沿空留巷的?y度33煤運(yùn)輸順槽掘進(jìn)期間支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)根據(jù)3煤具體地質(zhì)狀況及目前留巷取得的經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)輸順槽的斷面尺寸確定為寬X高=4500mmX2500mm頂板錨桿采用MSGLW-400/20X2000,螺紋段螺紋規(guī)格為M22O共5根，間排距1000X1000mm,材質(zhì)為左旋無(wú)縱筋高強(qiáng)錨桿?？拷飵偷捻敯邋^桿

6、安設(shè)角度為與鉛垂線成15°。幫部錨桿采用MSGLD-335/18X2000,螺紋段螺紋規(guī)格為M20。共4根，間排距700X1000mm,材質(zhì)為全螺紋右旋等強(qiáng)錨桿。頂板錨索采用“2-2-2”布置形式，一梁兩孔，梁長(zhǎng)2.4m,孔距2.0m,錨索梁排距1.0mo錨索規(guī)格為SKP17.8-7/1860,長(zhǎng)度4100mm,材質(zhì)為高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉力不小于80?120kNo其他支護(hù)參數(shù)見(jiàn)圖1在圍巖破碎帶，采用工字鋼棚支護(hù)，極其破碎段補(bǔ)打單體錨索。對(duì)掘進(jìn)影響較大的地質(zhì)異常，圍巖松散破碎范圍較大時(shí)，可使用架棚錨索聯(lián)合支護(hù)方式4結(jié)語(yǔ)截至2017年1月140,3103T作面已經(jīng)順利開(kāi)采完畢,留巷長(zhǎng)度超

7、過(guò)500m,無(wú)煤柱連續(xù)開(kāi)采成套技術(shù)取得階段性成功。在3#煤層3個(gè)采面進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)和推廣，全礦減少了3個(gè)掘進(jìn)工作面，萬(wàn)噸掘進(jìn)率降低30%以上。采用無(wú)煤柱連續(xù)開(kāi)采，取消了區(qū)段保護(hù)煤柱，多回收煤炭資源約10.74萬(wàn)t,提高煤炭回采率10?20%,延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限作者簡(jiǎn)介：賈世林(1985-),山西晉城人，總工程師。