復(fù)雜地質(zhì)條件下薄煤層沿空留巷支護技術(shù).pdf

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1、2013年第2期煤礦支護3l石家莊中煤杯參評論文復(fù)雜地質(zhì)條件下薄煤層沿空留巷支護技術(shù)趙新達朱煥然李立龍[山東能源集團趙官能源有限責(zé)任公司，山東齊河2511133摘要本文開展了復(fù)合頂板沿空留巷承載機理與支護技術(shù)應(yīng)用研究，總結(jié)出沿空留巷復(fù)合頂板的運動規(guī)律，對制定沿空留巷支護措施提供理論依據(jù)與指導(dǎo)，進行了有益的實踐探索。關(guān)鍵詞薄煤層沿空留巷復(fù)合頂板支護技術(shù)淺灰色，成分以石英為主，次為長石，泥質(zhì)1概述膠結(jié)，夾有粉砂巖薄層；直接頂為泥巖，厚3．4m，黑灰色，質(zhì)地細膩，見多層菱鐵礦趙官煤礦前期開采七、十層煤，

2、煤層結(jié)核和少量橢球狀菱鐵礦結(jié)核，斷口平坦薄，傾角小，瓦斯高，涌水量大，萬噸煤掘狀，硬度系數(shù)f一4；煤層頂部有一層厚度進率高，采掘接續(xù)緊張，嚴(yán)重制約著礦井的0．2m的碳質(zhì)泥巖偽頂；直接底為粉砂巖，安全高效生產(chǎn)?，F(xiàn)在開采的七層煤煤厚僅有厚1．5m，深灰色，含豐富根化石，下部夾1．1m，屬于薄煤層開采，采掘接替緊張。較多的細砂巖薄層；老底為細粒砂巖，厚在此煤層實施沿空留巷技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)以矸4．9m，淺灰色，以石英為主，次為長石，換煤，采煤工作面無煤柱開采，提高煤炭資泥質(zhì)膠結(jié)，局部夾有粉砂巖薄層。源回收率

3、，減少巷道掘進量，提高了萬噸掘2．2錨桿支護參數(shù)選擇進率，降低噸煤成本，從根本上改善礦井采巷道支護是影響煤礦技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)及安掘接續(xù)的緊張局面，對煤礦的發(fā)展具有巨大全生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)問題。根據(jù)我國煤礦錨桿的促進作用。通過復(fù)合頂板沿空留巷承載機支護工程經(jīng)驗，結(jié)合1702試驗巷道具體地理與支護技術(shù)研究，總結(jié)了沿空留巷復(fù)合頂質(zhì)條件，采用工程類比法和理論計算相結(jié)合板的運動規(guī)律，對于沿空留巷支護措施的制的方法確定錨桿支護參數(shù)。定提供理論依據(jù)與指導(dǎo)作用。依據(jù)非彈性區(qū)理論和擠壓加固拱理論進行錨桿支護設(shè)計計算。根據(jù)趙

4、官煤礦煤巖力2支護方式選擇學(xué)實驗結(jié)果，煤層普氏系數(shù)f值為2．0，煤層容重為15kN／m。，煤層粘聚力取2．1煤層頂?shù)装鍘r性l_2MPa，內(nèi)摩擦角取38。；煤層周圍巖體1702軌道巷沿七層煤頂板破底掘進，平均容重取26kN／m。，粘聚力取2．0MPa，煤層破底高度不小于lm，見砂巖時沿砂巖內(nèi)摩擦角取30。。根據(jù)擠壓加固拱理論計掘進。7煤厚1．1m，黑色，條痕黑褐色，算，頂錨桿長度為1．9m，錨桿排距為成分主要為亮煤，鏡煤和暗煤，玻璃光澤，800mm，錨桿直徑可取20mm、22mm等規(guī)階梯狀斷口，內(nèi)生

5、裂隙發(fā)育，屬半亮型煤，格。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，結(jié)合錨索鋼絞線常用規(guī)間夾含黃鐵礦結(jié)核，煤質(zhì)類型為貧煤，容重格。錨索可選取直徑為17．8mm，長度為1．53t／m。；煤層老頂為粉砂巖，厚3．5m，6．4m的鋼絞線。錨索間排距取1400×180032煤礦支護2013年第2期此，上區(qū)段工作面前方20m、后方100m范圍內(nèi)需要采用加強支護，加強支護可以采用3沿空留巷承載機理與支護技術(shù)單體液壓支柱或?qū)ｉT研制的支架。沿空留巷上部頂板礦壓力學(xué)表現(xiàn)是我們4沿空留巷關(guān)鍵技術(shù)進行支護設(shè)計的基礎(chǔ)，支護設(shè)計包括沿空留巷頂板支護及

6、留巷側(cè)巷旁支護。4．1支護形式3．1巷旁充填體作用機理根據(jù)相鄰巷道支護實踐和同類礦井的成回采工作面頂板巖層運動規(guī)律、沿空留功經(jīng)驗，確定1702軌道巷沿空留巷內(nèi)為錨巷圍巖變形、巷旁支護體變形以及支護體載網(wǎng)帶+錨索支護，巷旁支護為巷旁提前開幫荷的變化都與回采工作面的周期來壓有關(guān)頂板支護+充填體與矸石帶耦合支護體。支系。巷旁支護體有效維護巷道，關(guān)鍵是要有護形式如圖1所示。足夠的支護強度及適量的可縮量，足夠的支護強度能夠及時切落采空區(qū)側(cè)足夠高度的頂板巖層，使更上位巖層得到采空區(qū)冒落矸石及側(cè)向煤體支撐，同時

7、，適量的可縮量滿足直接位于巷道上方的巖層服從控頂高度以上巖層的旋轉(zhuǎn)下沉，防止在頂板巖層旋轉(zhuǎn)下沉?xí)r被破壞，實現(xiàn)控頂載荷向側(cè)向煤體及采空區(qū)冒落矸石轉(zhuǎn)移。3．2巷內(nèi)基本支護根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)地質(zhì)條件，綜合應(yīng)用錨桿支護圍巖強度強化理論和計算機數(shù)值模擬研究確定沿空留巷錨桿、錨索支護參數(shù)，重點圖1沿空留巷支護示葸圖加強頂板和留巷后實煤體幫的支護，在留巷(1)巷內(nèi)支護參數(shù)一幫使用傳統(tǒng)支護(錨桿加托盤)，在另一頂板需要加強支護，故選用直徑幫采用錨桿加鋼帶加托盤加強支護、樹脂藥20mm、長2000mm高強錨桿，間排距80

8、0卷加長錨固、高強度螺紋鋼錨桿和錨索加強×800(mm)；巷幫選用直徑18mm、長支護。對復(fù)合型頂板采用高強度預(yù)應(yīng)力錨桿1800mm的錨桿，間排距800×800(mm)。+W型鋼帶+錨索桁架聯(lián)合支護，錨桿、為了控制頂?shù)装遄冃?，頂煤肩部錨桿與水平w型鋼帶以加固剛性梁作用為主，錨索桁夾角為25。，上部角處錨桿與水平夾角為架是對頂板進行深部錨固而產(chǎn)生強力懸吊作25。，下幫角處錨桿與水平夾角為45。。其它用和相之疊加，組合形成一個新巖層，這個錨桿垂直安設(shè)，錨桿外露長度200mm。金新巖層厚