大同礦區(qū)雙系特厚煤層巷道支護(hù)探討.pdf

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1、同煤科技第2期(總第140期)TONGMEIKEJI2014年6月大同礦區(qū)雙系特厚煤層巷道支護(hù)探討付茂全摘要針對(duì)大同礦區(qū)雙系煤層的復(fù)雜特點(diǎn)，總結(jié)巷道支護(hù)技術(shù)難點(diǎn)，提出合理的巷道支護(hù)條件。關(guān)鍵詞煤礦開(kāi)采；雙系煤層；特厚煤層；巷道支護(hù)中圖分類號(hào)TD353文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào)1000—4866(2014)02—0022—020引言1巷道支護(hù)主要技術(shù)難題大同煤田位于山西省北部大同市西南，賦存有2(1)含煤層數(shù)多、煤層厚度變化大；石炭系煤巖個(gè)煤系，即侏羅紀(jì)煤系和石炭二疊紀(jì)煤系。侏羅系含層存在巖漿侵入、侏羅系煤巖層存在軟弱夾層等復(fù)雜煤面積772km，石炭二疊系

2、含煤面積1739km。北特點(diǎn)，支護(hù)條件復(fù)雜。中部?jī)擅合抵丿B面積684km。北部不重疊，只有侏(2)煤層頂板基本為堅(jiān)硬的砂礫巖或砂巖，厚度羅系，含煤面積88km；南部不重疊，只有石炭二為10m50m，厚層狀整體結(jié)構(gòu)，層理、節(jié)理裂隙均疊系，含煤面積1055km。不發(fā)育，具有沖擊傾向性。侏羅紀(jì)煤系一般分為l5個(gè)煤層組、21層可采煤(3)掘采關(guān)系復(fù)雜，工作面動(dòng)壓巷道圍巖破壞模層，其中2#、3#、8樣、11#、12#、14#煤組賦存較式及失穩(wěn)機(jī)理不明確；局部地段3#一5#煤層雙系煤為穩(wěn)定，主開(kāi)采煤層集中，多為近水平，一般為3?！珜盈B加，圍巖運(yùn)動(dòng)影響大，應(yīng)力分

3、布特征辨識(shí)不清5。傾角。煤層頂板基本為堅(jiān)硬的砂礫巖或砂巖，厚度晰。為10m～50m，厚層狀整體結(jié)構(gòu)，層理、節(jié)理裂隙均(4)盤區(qū)大巷及盤區(qū)車場(chǎng)對(duì)停采線煤柱尺寸及收不發(fā)育，尤以上部2#、3#煤層多沉積有厚層整體砂尾回采方式的影響考慮不充分，初設(shè)的支護(hù)結(jié)構(gòu)安全礫巖或砂巖。含煤總厚最厚達(dá)51．13m，平均20m一性能比較低。22．55m，含煤系數(shù)21．48％～23．8％。5#、8#煤層為主要可采煤層，局部地段3#～5#煤層合并為巨厚煤層。2保證巷道穩(wěn)定性需要進(jìn)行的工作石炭系煤巖層存在巖漿侵入、侏羅系煤巖層存在軟弱夾層等復(fù)雜特點(diǎn)，其中淺層煤炭資源隨著多年開(kāi)(

4、1)研究大同礦井不同巷道的地質(zhì)賦存條件和應(yīng)發(fā)已接近枯竭，煤炭開(kāi)采開(kāi)始相繼向下部煤層轉(zhuǎn)移。力環(huán)境，最終提出合理支護(hù)的方案；受開(kāi)采時(shí)間、使用技術(shù)、開(kāi)采工藝、地層條件等諸多(2)開(kāi)發(fā)一套實(shí)用、科學(xué)、方便可靠的支護(hù)設(shè)計(jì)因素的影響，淺部煤炭資源開(kāi)發(fā)后形成了規(guī)模龐大、應(yīng)用系統(tǒng)；形態(tài)各異的廢棄空間——井巷、硐室和采空區(qū)(以下(3)利用理論建模等相關(guān)知識(shí)，揭示雙系煤層巷統(tǒng)稱采空區(qū))。前些年小煤窯的無(wú)序、低效開(kāi)采，資道圍巖的強(qiáng)度衰減特征、致災(zāi)機(jī)理、破壞模式及穩(wěn)定料嚴(yán)重缺失，使得采空區(qū)的分布更加雜亂無(wú)章，給巷控制理論，形成體系化的、適用于大同礦區(qū)不同礦井道圍巖的分類與

5、支護(hù)設(shè)計(jì)造成了極大困難。為此，巷堅(jiān)硬頂板雙系煤層巷道的圍巖穩(wěn)定控制理論和支護(hù)技道支護(hù)研究是大同煤礦集團(tuán)公司近年來(lái)最重要的科研術(shù)；課題之一。良好的巷道支護(hù)條件是安全生產(chǎn)，提高效(4)制訂適合大同煤礦集團(tuán)公司不同礦井的“雙率，增加經(jīng)濟(jì)效益的先決條件之一。系煤層巷道圍巖分類及支護(hù)技術(shù)規(guī)范”。2014年第2期付茂全：大同礦區(qū)雙系特厚煤層巷道支護(hù)探討·23·3設(shè)計(jì)合理的巷道支護(hù)方法求，按圍巖變化和距地表的厚度，優(yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)。其基本要求是適當(dāng)降低錨桿桿體直徑，減少u巷道設(shè)計(jì)要求巷道穩(wěn)定性要好，工程完好率高，形鋼棚支護(hù)數(shù)量，合理選擇錨索支護(hù)形式和參數(shù)。在造

6、價(jià)最低，維修費(fèi)最少。要投人精力進(jìn)行研究，盡量滿足巷道穩(wěn)定的前提下，盡量降低支護(hù)成本。支護(hù)效實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。對(duì)工程地質(zhì)條件、地應(yīng)力、構(gòu)造應(yīng)力果是指支護(hù)結(jié)構(gòu)形式與圍巖條件、變形規(guī)律匹配，是進(jìn)行調(diào)查分析，確定巷道總體布置方式。研究測(cè)試軟對(duì)整體工藝設(shè)備的效果要求，既要求噴射混凝土、錨巖物理力學(xué)特性，進(jìn)行近似條件工程實(shí)踐調(diào)查，分析桿、錨索、金屬網(wǎng)、錨注以及錨架、錨梁等支護(hù)形式變形破壞機(jī)理和特征。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)礦壓監(jiān)測(cè)、收斂變形的最佳組合，同時(shí)要在工藝順序、支護(hù)時(shí)間上設(shè)置合檢測(cè)、數(shù)值模擬等研究?jī)?yōu)化支護(hù)結(jié)構(gòu)形式、支護(hù)參理。數(shù)，合理確定施工工藝順序。巷道的支護(hù)方法應(yīng)保護(hù)圍

7、巖本身的穩(wěn)定。巷道開(kāi)挖要減少對(duì)圍巖的震動(dòng)，要采取及時(shí)封閉圍巖或采用巷道設(shè)計(jì)應(yīng)遵循地應(yīng)力原理和空間優(yōu)化原理。巷超前支護(hù)等加固措施，并注意防水，減少巷道開(kāi)挖后道應(yīng)盡量平行于最大主應(yīng)力方向；主要硐室盡量避開(kāi)應(yīng)力重新分布的擾動(dòng)范圍，以保護(hù)圍巖原始結(jié)構(gòu)狀態(tài)褶曲軸部、斷層附近，以減少地質(zhì)構(gòu)造殘余應(yīng)力影的強(qiáng)度。軟巖巷道開(kāi)挖后及時(shí)噴射混凝土封閉，然后響；難以避開(kāi)地應(yīng)力影響時(shí)，應(yīng)采用先卸壓或減緩支用錨桿進(jìn)行加固，加金屬網(wǎng)、復(fù)噴等其他支護(hù)形式，護(hù)應(yīng)力傳遞的方法。巷道之間應(yīng)保持足夠的距離，以在短時(shí)間內(nèi)構(gòu)成具有強(qiáng)抗力的柔性及可縮性支護(hù)。不減少工程應(yīng)力的疊加效應(yīng)，避免互相干

8、擾。要根據(jù)巖定期檢查，適時(shí)補(bǔ)強(qiáng)加固。支護(hù)后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)圍巖的變層結(jié)構(gòu)決定巷道斷面形狀，減少應(yīng)力集中，以利于支形監(jiān)測(cè)。如位移速度