特厚煤層強(qiáng)擾動(dòng)開(kāi)采大跨度煤巷支護(hù)技術(shù)探究

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1、特厚煤層強(qiáng)擾動(dòng)開(kāi)采大跨度煤巷支護(hù)技術(shù)探究　　摘要：我國(guó)從2007年底開(kāi)始由國(guó)有大型煤礦企業(yè)整合地方小煤礦以來(lái)，由于地方小煤礦歷史開(kāi)采原因，導(dǎo)致整合礦井井田范圍多煤層開(kāi)采均受到不同程度的破壞；同時(shí)受煤層賦存條件限制，在進(jìn)行工作面、采區(qū)布置時(shí)，有可能出現(xiàn)如果主采煤層，煤層厚度較大，在上部煤層正在進(jìn)行回采，而下部煤層需要進(jìn)行工作面順槽掘進(jìn)時(shí)，就會(huì)受到上部工作面回采采動(dòng)礦壓擾動(dòng)，對(duì)礦井特厚煤層強(qiáng)擾動(dòng)開(kāi)采大跨度煤巷支護(hù)技術(shù)研究，有利于保證整合煤礦對(duì)煤炭資源回收過(guò)程中的井巷工程掘進(jìn)的安全施工。關(guān)鍵詞：特厚煤層礦壓擾動(dòng)煤巷支護(hù)技術(shù)中圖分類號(hào)：X752文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1

2、工程簡(jiǎn)要說(shuō)明山西朔州山陰金海洋南陽(yáng)坡煤礦北部為左云縣上張家墳長(zhǎng)春煤礦，東部為山西山陰芍藥花煤業(yè)公司,礦井西南部為大同煤礦集團(tuán)安平煤業(yè)公司礦井。井田面積為3.9942km2，井田南北寬1.6km，東西長(zhǎng)3.029km。批準(zhǔn)開(kāi)采3、4、6、9號(hào)煤層。批準(zhǔn)礦井生產(chǎn)能力由原0.6Mt/a提升為0.9Mt/a，凈增生產(chǎn)能力0.3Mt/a。10礦井屬于低瓦斯礦井。井田屬地溫、地壓正常區(qū)。3-1號(hào)煤層為薄～中厚煤層，厚度0.64～3.22m,平均1.64m。3-2號(hào)煤層全井田穩(wěn)定可采，煤層厚度變化不大，為中厚煤層.煤層厚度一般為1.40～4.25m，平均2.99m。

3、4-1號(hào)煤全井田穩(wěn)定可采，煤層厚度變化不大,為中厚～厚煤層。厚度1.66～7.70m，平均5.03m。4-2號(hào)煤全井田穩(wěn)定可采，厚度2.25～3.18m，平均2.56m。6號(hào)煤全井田穩(wěn)定可采，煤層厚度變化不大，為厚煤層。煤層厚度6.46～12.90m，平均11.08m。9-1號(hào)煤為全井田穩(wěn)定可采的薄一中厚煤層。厚度變化不大，煤層厚0.90～1.32m,平均厚1.09m。礦井采用斜井開(kāi)拓，利用礦井原有的主斜井、副斜井和東回風(fēng)立井三個(gè)井筒,并新掘一個(gè)膠輪車副斜井，原副斜井作進(jìn)風(fēng)排水井，共設(shè)4個(gè)井筒開(kāi)發(fā)全井田。根據(jù)各煤層賦存條件，3-1、9-2號(hào)煤層采用普通

4、機(jī)械化采煤法，3-2、4-2號(hào)煤層采用綜采一次采全高采煤法，4-1、6號(hào)煤層采用綜采放頂煤采煤法。2工程地質(zhì)條件6號(hào)煤層為全井田賦存的主采煤層，煤層厚度9.90-15.19m、平均12.58m，屬特厚煤層，根據(jù)2011年1月山西省煤炭地質(zhì)115勘查院“南陽(yáng)坡煤業(yè)有限公司勘探地質(zhì)報(bào)告”，資源量6129萬(wàn)噸。6號(hào)煤屬于低灰-中灰、高揮發(fā)分、低硫-中高硫、特低磷、特低氯、一級(jí)含砷煤。為中熱值-高熱值煤。106號(hào)煤層頂板為砂質(zhì)泥巖、泥巖、灰白色中~粗粒砂巖或含礫粗砂巖；底板巖性為粉、細(xì)砂巖，砂質(zhì)泥巖。夾矸巖性為泥巖、炭質(zhì)泥巖。下圖為某鉆孔煤巖柱狀圖。某鉆孔煤巖

5、柱狀圖3存在的工程難題①6號(hào)煤開(kāi)采受到3號(hào)煤、4下號(hào)煤層開(kāi)采的強(qiáng)烈影響。原因：礦井采用下行開(kāi)采方式，先開(kāi)采3號(hào)煤，再開(kāi)采4下號(hào)煤層，之后開(kāi)采6號(hào)煤。3號(hào)煤與4下號(hào)煤層間距17m左右，4下號(hào)煤與6號(hào)煤層間距27m左右，必然造成6號(hào)煤開(kāi)采受到3號(hào)煤、4下號(hào)煤層開(kāi)采的強(qiáng)烈影響。②6號(hào)煤區(qū)段巷道頂板難以控制，尤其在綜放工作面推采階段。原因：特厚煤層綜放開(kāi)采的區(qū)段巷道為大跨度煤巷，而6號(hào)煤頂板為砂質(zhì)泥巖、泥巖，為軟弱頂板。不穩(wěn)定大跨度煤在巷頂?shù)拿合?，加之綜放開(kāi)采超前壓力超前影響區(qū)域加大，煤層厚度大導(dǎo)致開(kāi)采強(qiáng)度大，壓力顯現(xiàn)勢(shì)必較其他煤層劇烈，因此頂板控制難度顯著增

6、加。③南陽(yáng)坡煤業(yè)有限公司目前已開(kāi)展了3號(hào)煤、4號(hào)煤開(kāi)采技術(shù)研究，目前6號(hào)煤的已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行采區(qū)巷道和工作面順槽施工。4、6#層煤巷錨桿、錨索支護(hù)設(shè)計(jì)：104.1錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)說(shuō)明4.1.1錨桿對(duì)巖體的錨固機(jī)理(1)錨桿與巖體粘結(jié)在一起，提高了巖體的整體剛度，增強(qiáng)了巖體抗變形能力，加強(qiáng)了巖體的整體性；(2)由于錨桿的抗拉作用，當(dāng)錨桿穿越破碎巖層深入穩(wěn)定巖層時(shí)，對(duì)不穩(wěn)定巖層起著懸吊作用；(3)對(duì)于層狀巖體，由于錨桿的作用，對(duì)巖層離層的產(chǎn)生有著一定的阻礙作用，并增大了巖層間的摩擦力，與錨桿本射的抗剪作用阻止巖層間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，從而將各個(gè)巖層夾緊形成組合梁，提高了

7、巖層的承載能力；(4)由于錨桿的作用，改變了邊界巖體的受力狀態(tài)，使其由一維應(yīng)力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為三維受力狀態(tài)，提高了巖體的承載能力。4.1.2錨桿、錨索支護(hù)設(shè)計(jì)錨桿錨索設(shè)計(jì)主要考慮巷道兩幫的破壞程度以及頂板最大松動(dòng)范圍，保證錨桿錨索的設(shè)計(jì)滿足支撐巷道的要求。（1）巷道兩幫破壞范圍計(jì)算：C=[(kcγHBc/1000δm)-1]htan(45°-φ/2)式中kc----巷道周邊擠壓應(yīng)力集中系數(shù)，巷道高寬比為4.8/3.1=1.55,取k=3.0γ-----巷道上方平均煤巖質(zhì)量密度與當(dāng)?shù)刈杂陕潴w加速度之積，取γ=25kn/m310H-----巷道距地表埋藏深度（按

8、最深點(diǎn)計(jì)）取385.6m。Bc----采動(dòng)影響系數(shù)，當(dāng)兩側(cè)均為實(shí)體煤時(shí)，Bc＝1.15δm--