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维普资讯 第13卷 第2期 (总第81期) 煤 矿 开 采 Vo1．13No．2 (SeriesNo．81) 2008年4月 CoalMiningTechnology April 2008 车集煤矿高应力复合顶板煤巷安全支护技术探析 林 东。，王向伦 ，陈立伟。 (1．河南理工大学 能源科学与工程学院，河南 焦作 454000；2．河南省煤矿安全监察局 ，河南 郑州 450003) [摘 要] 巷道关键层是位于巷道顶板上方一定层位，巷道开挖后即使不支护情况下也能 自稳 的最下部的顶板岩层。车集煤矿煤层复合顶板厚度变化较大、应力较高，且掘进工作量大，煤层巷道 的安全经济支护问题亟需解决。通过分析车集煤矿复合顶板巷道的破坏及不同顶板条件下的支护机 理，运用悬吊理论和组合拱理论，分别对煤巷锚杆支护参数进行 了设计计算，并最终确定 了适合车集 煤矿条件的煤巷锚杆支护参数。 [关键词] 锚杆支护；复合顶板；关键层 [中图分类号]TD353 [文献标识码]B [文章编号]1006-6225 (2008)02-0059-02 SupportingTechnologyandAnalysisofCoalRoadway withHighStressandCombinedRoofinCheiiColliery 永城煤电集团车集煤矿矿井设计能力 1．8Mt／ 完整的冒落拱。这里 “巷道关键层”是指位于巷 a，服务年限82．5a，主采煤层二 煤，煤层平均厚 道顶板上方一定层位，巷道开挖后即使不支护也能 度 2．6m。煤层结构简单，顶板为0～lOre (局部可 自稳的最下部的顶板岩层。支护的作用是将下位岩 达 20m厚)的炭质泥岩复合型顶板，煤线发育， 层锚固在关键层岩层上，防止关键层下位岩层的过 厚度0．1～0．5m，该岩层松软易于破碎 ，厚度变化 大离层和破碎冒落，维持巷道稳定。 大，直接顶为泥岩或砂质泥岩，直接底板为泥岩。 当巷道上覆一定范围内的岩层有关键层时，巷 目前主要生产地区在 一550m水平以下，巷道 道支护设计按悬吊理论计算。 埋深在 600～700m之间，且每年以lOre 以上的速 当在巷道顶板一定距离 内无坚硬稳定岩层时， 度向下延伸，属深部开采。随着深度的增加，地应 在薄层状岩层中开挖的巷道，薄层状围岩在顶板拉 力越来越大，但围岩偏软，抗压强度不足20MPa， 应力的作用下容易破碎冒落，乃至形成冒落拱。顶 因此，巷道矿压显现剧烈、围岩变形大、破坏时间 板锚杆的作用机理是将薄层状复合岩层组合成为能 效应明显，造成掘进速度慢，巷道返修量大，是影 够承受一定荷载的组合梁，从而避免顶板岩层的滑 响矿井安全生产和经济效益的主要 问题之一。 动、离层及冒落，保证巷道顶板的稳定。巷道支护 锚 (梁)网、索组合支护能起到加固围岩的 设计应按照组合梁理论进行。如图1。 作用，充分调动围岩 自身的承载能力，是一种主动 支护，特别是加锚索后能有效地利用巷道围岩内部 稳定岩层承载能力大的特点，是深部巷道具有发展 潜力的支护方式。根据车集煤矿高应力复合煤层顶 板的实际条件，如何采用正确的计算理论，选取合 理的设计参数，是解决此类顶板支护的关键。 1 复合顶板巷道破坏及巷道支护机理分析 车集矿二 煤层复合顶板属标准的层状岩体。 当复合顶板厚度较薄时，巷道破坏一般从稳定 的 “巷道关键层”下位开始离层、破碎直至冒落， 图1 巷道锚杆支护机理模型 但由于关键层的作用，巷道上方冒落岩层不会形成 [收稿13期】2007—02—02 [作者简介】林 东