三软煤层大断面综采开切眼-次成巷支护技术研究 .pdfVIP

学兔兔 2013年第1期 煤 炭 工 程 三软煤层大断面综采开切眼 一 次成巷支护技术研究 熊 苡 ，崔 义 ，徐 进 (1．中国石油大学(北京)，北京 102249；2 中国华能集团公司煤炭部，北京 100031) 摘 要：针对三软岩层中综采工作面切眼支架安装采用“边扩边安”安装方式存在的缺点， 研究了三软岩层综采开切眼大断面一次成巷技术，并根据矿井地质条件和支护理论，采用了锚索 和锚杆支护方式，确定合理的切眼断面设计和支护方案，增加了巷道的整体稳定性。实现了综采 工作面支架的顺利安装，达到了预期的效果。 关键词：三软岩层；大断面；联合支护；一次成巷 中图分类号：TD355 ．9 文献标识码：B 文章编号：1671—0959(2013)01_()037-()3 对于三软煤层，长期以来综采工作面支架的安装方式， 层群共有7个可采煤层，即Ⅱ2a、Ⅱ2b、Ⅱ2c、Ⅱ3a、Ⅱ 一 直沿用 “边扩边安”…。这种支护方法缺点是：安装速 3bl、I13b2、I13c，其中Ⅱ2a、U 3b2煤层全区发育，为主 度慢、工期长；安装与扩帮工作相互交叉作业，安全性差； 采煤层，其余煤层为局部可采。铁北矿井目前的开采煤层 安装期间很多钢梁、木材得不到回收，加之开切眼需要进 为Ⅱ2a煤层，煤层赋存较为稳定，煤层倾角为4。～7。，属 行二次扩翻，材料的消耗量过大 。为解决上述问题，文 于近水平煤层；由于Ⅱ2a煤层赋存稳定，煤层属于特厚煤 章研究了三软煤层综采工作面开切眼一次成巷支护技术。 层，适合采用综合机械化放顶煤进行开采。 试验巷道为铁北矿新二采区右四片开切眼，该工作面 1 矿井概况 走向长1680m，工作面长165m，煤层倾角4。一7。。开采煤 铁北煤矿生产能力为300万t／a，井田构造简单，为一 层直接顶岩性为劣煤与泥岩互层，直接顶厚度为3．5～ 单斜构造，煤层走向N70。～75。E，倾向sE，倾角6。～10。。 4．0m；老顶岩性为砂质泥岩和泥质砂岩；煤层底板岩性为 主要发育走向及斜交的正断层，多分布在井田的浅部。区 砂质泥岩，遇水容易膨胀，出现底臌，对巷道底板破坏较 内无火成岩侵入。该矿现主采煤层为伊敏组的Ⅱ层群，Ⅱ 大。煤岩层的物理力学参数见表1。 表1 煤岩层的物理力学参数(平均值) 2．2 锚杆、锚索支护设计 2 一次成巷支护技术方案设计 根据我国煤矿采、准巷道围岩稳定性的划分情况，将 2．1 切眼断面设计 铁北矿新二采区右四片开切眼围岩稳定性的类别确定Ⅳ类， 结合铁北矿井煤岩层赋存状况及切眼围岩的特殊岩性， 即为不稳定顶板。在考虑切眼支护安全稳定和材料成本的 并根据综采工作面设备配套尺寸及设备安装要求，铁北矿 前提下，最终确定的支护方案为：采用主动联合支护方式， 新二采区右四片开切眼设计断面形状为三心拱形，断面尺 即锚杆+钢筋托架+网+锚索+w钢带支护 J。 寸为：净宽为7．5m，净高为4．0m，墙高为3m，拱高为 2．2．1 锚杆、锚索长度 1m 采用加固拱理论计算锚杆长度。 收稿日期：2012—10—21