旧街矿近距离煤层采空区下工作面掘进巷道支护研究.docVIP

旧街矿近距离煤层采空区下工作面掘进巷道支护研究 摘 要：旧街煤矿8、9煤层为近距离煤层，9101工作面位于上部8煤层工作面采空区下，煤层层间距仅为0.3～3 m，上煤层开采造成开采范围内的层间岩层（上煤层顶板，也是下煤层的顶板）变形破坏、裂隙发育，自稳性和完整性损失严重，下煤层工作面巷道顶板锚网支护无法起到应有作用，部分区域顶板甚至无法实施锚杆支护。该文根据近距离煤层9101工作面实际地质和开采条件，选取“架棚和帮部锚网”联合支护作为采空区下掘进巷道支护方式，并确定了支护参数，通过现场实施和优化，保证了掘进巷道的良好支护，巷道得以正常掘进。 关键词：近距离煤层 采空区下 掘进巷道 锚网支护 架棚支护 中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（a）-0029-01 1 工作面基本概况 旧街煤矿9101工作面煤层标高为406～451m，地面标高为853～963m，埋深约为402～557m。工作面西部为东区轨道巷；东部为矿界，以东为坡头煤矿；南部为9102准备工作面；北部为矿界，以北为新景煤矿；上部为8煤层8101、8102工作面采空区；下部无开采。如图1所示。 9煤层煤厚度实测为3.2～3.5 m，平均3.35 m；接顶为0.3～5.5 m厚的灰黑色泥岩，直接顶上为8号煤采空区；煤层倾角在4～6°之间，平均倾角5°；煤层结构简单；煤层位于太原组上部，局部（主井附近）与8号煤层合并，为井田内稳定可采的中厚煤层。 2 采空区下掘进巷道支护影响因素分析 （1）巷道岩层的地质条件。 9101工作面埋深为402～557 m左右，属于中等埋深工作面；工作面上覆盖山厚度在400 m左右，因此工作面主要受重力作用，垂直应力大。 （2）巷道围岩物理力学性质。 巷道围岩的物理力学性质的强弱能够显示出围岩的抗变形能力，巷道围岩的物理力学性质越好，在外界的扰动下，其抗变形能力就越强。9101工作面接触顶板为泥岩，上部为8101、8102工作面采空区，顶板硬度较小，且破碎度大，且8、9煤层层间距近为0.3～3m，给顶板的支护带来了困难。 （3）由于9101工作面上部为8煤层工作面采空区，距离近，巷道掘进对顶板变形破坏的扰动影响较大，需要选取合理的支护方式。 （4）巷道的支护状况。 近距离煤层采空区下巷道支护中，由于顶板无法进行锚网索支护，因此，仅巷道采用锚网索支护无法保证整个围岩的稳定，需要选取更为安全合理的支护方式。 （5）采空区边界影响。 9101工作面上部为不完全保护的8煤层8101、8102工作面，9101工作面巷道掘进穿过8煤层采空区边界，采空区下和实体煤下掘进并存，因此需要根据不同的顶板特性进行支护方式的选取。 3 采空区下掘进巷道支护方式和参数选取 3.1 支护方式确定 近距离煤层采空区下9101工作面掘进巷道接触顶板为0.3～3 m厚泥岩，上部为8煤层工作面采空区，顶板自稳性和整体性低、破碎度高、裂隙发育，且部分区域顶板无法实施锚网索支护，但是只采用架棚支护，无法保障两帮的水平支护强度，因此选取“架棚和帮部锚网”联合支护方式。两帮选取锚杆网支护，可以提高两帮水平强度；巷道采用T型铁棚进行支护，可以提高巷道顶板垂直抗压能力，这样可以保障整个工作面巷道的稳定。 3.2 支护参数选取 （1）锚网支护参数 帮锚杆：Ф18×2000 mm圆钢锚杆，间排距为900×800 mm，每排4根，底角两根与水平成15°向下布置。金属网：顶板为4700×1200 mm，两帮为3000×1200 mm。钢带为：Ф10×1000 mm，竖向连接帮锚杆。 （2）架棚支护参数 木板：长×宽×高 1200×150×100 mm。铁棚：帮部，长×宽×高 2930×120×120 mm；顶板，长×宽×高 3800×120×120 mm；排距为800 mm。 铁棚支撑住巷道顶板，提供垂直方向支护，锚杆直接锚入帮部，提供水平方向支护，提高了围岩的整体支护强度，提高现场观察，工作面巷道未出现冒顶，且变形量很小，能够达到良好的支护效果。 4 结语 （1）近距离煤层采空区下9101工作面巷掘进巷道存在接触顶裂隙发育、自稳性和完整性差等特点，锚网索支护无法确定支护要求，并且部分区域顶板无法实施锚网索支护，需要选取合理有效的支护方式进行支护。 （2）根据采空区下掘进巷道顶板破碎、无法锚网索支护等特点，选取了“架棚和帮部锚网”联合支护方式。通过铁棚支撑住巷道顶板，提供垂直方向支护；锚杆锚入帮部，提供水平方向支护，进而提高了围岩的整体支护强度。选取了“架棚和帮部锚网”联合支护方式中锚杆、铁棚等的支护参数。 （3）通过现场观察，该支护方式下巷道无冒顶，且变形量很小，说明“架棚和帮部锚网”联合支护方式能够保证采空区下掘进巷道的稳定，得到了良好的支护效果。