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《极近距离下位煤层工作面巷道布置及其支护方式》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、极近距离下位煤层工作面巷道布置及其支护方式马全礼1,李洪1,白景志2(11山东科技大学,山东泰安271021;21东山矿业有限责任公司新驿煤矿,山东兖州272000)摘要:结合新驿煤矿一采区的具体情况,分析了极近距离煤层采空区下部煤层工作面巷道的布置方法,利用矿山压力理论计算了下层煤工作面巷道与上煤层煤柱的错距,提出了薄岩柱巷道顶板支护方案。关键词:极近距离煤层;工作面巷道布置;错距;支护方案中图分类号:TD353文献标志码:B文章编号:0253-2336(2006)09-0037-03Closerangesub2coalseamroadwayarrangementanditssupportw
2、aysMAQuan2li1,LIHong1,BAIJing2zhi2(11ShandongUniversityofScienceandTechnology,Taian271021,China;21XinyiCoalmineofDongshanMineIndustryCo1Ltd.,Yanzhou272000,China)层区段煤柱传递支承压力的影响;同时由于3上1、3上2煤层间距较小,上部采空区与下部工作面巷道间岩柱较薄,且岩性较弱,使得3上2煤层工作面的工作面巷道顶板支护较为困难,必须采取特别措施加强支护。1采区地质概况山东东山矿业有限责任公司新驿煤矿,一采区主采煤层为3上1、3上2煤层,层
3、间距016～3155m,平均210m,属极近距离煤层,层间岩性为泥岩、砂质泥岩。3上1煤层厚度在113～213m,平均118m,工作面长120m左右,采用留煤柱护巷,煤柱宽度16m。3上1煤层大部分已回采,现准备开采3上2煤层。3上2煤层稳定,揭露煤层厚度为212～215m,平均厚度2135m,底部含有一层夹矸,夹矸厚度为012～013m,顶板岩性不稳定,大部为泥岩,局部为细砂岩。由于两煤层间距太小,必须对3上2煤层工作面布置、工作面巷道布置和支护方式进行研究确定。3煤层工作面巷道位置的确定3上2根据矿山压力传递规律,上煤层区段煤柱所形成的支承压力在煤层底板岩层内将有一定的传递范围,而且随远离
4、煤层而逐渐衰减,传递范围大小按均匀载荷作用下半平面体的应力计算可得支承压力等压线分布图,如图1所示。3上2煤层工作面布置根据一采区煤层赋存情况及已有生产系统,经研究论证3上2煤层工作面采用与3上1煤层工作面同方向布置,并且把工作面巷道布置在3上1煤层工作2面采空区下方。该种布置方式的主要优点是:3上2r—煤柱尺寸;p—煤柱支承压力图1支承压力等值线分布煤层各工作面的区段工作面巷道能够避免受3上1煤层区段煤柱形成的高集中应力的影响,易于维护,并且能够最大限度地利用3上1煤层已有的部分生产系统,节省准备工程量,缩短准备时间。但是必须将3上2煤层工作面巷道与3上1工作面区段煤柱错开一定的距离,以避免
5、3上2煤层工作面巷道受3上1煤从图1中可以看出传递应力的大小随远离煤柱而减小。因此,3煤层工作面巷道必须布置在支上2承压力影响线之外,才能避开3煤层煤柱压力的上1影响,如图2所示。37煤炭科学技术第34卷第9期2006年9月σmax2=nM/h=25MPa经计算工作面巷道顶板中部所受的最大拉应力为25MPa,而其实际抗拉强度仅有15MPa左右,3上2煤层顶板的抗拉强度远小于所受拉应力,所以断裂的可能性很大。由以上两种计算可以看出,工作面巷道顶板自承能力较小,破坏的可能性较大。412工作面巷道支护形式及支护参数确定41211工作面巷道支护形式由于工作面巷道顶板的自承能力很小,经研究分析,结合其他
6、矿的一些成功经验,一采区3上2煤层工作面巷道采用具有主动承载能力的“锚杆-金属网”支护形式作为一次支护,金属梯形工字钢棚作为二次支护的联合支护形式。“锚杆-金属网”支护形式能与围岩共同形成支护体系,提高岩层的内聚力和内摩擦角,增强顶板岩层的组合拱作用,锚杆与金属网共同作用,提高顶板的完整性;考虑到上下煤层间岩柱较薄(最薄处016m),挠曲和离层能力较强,若再受到一定的采动影响,极易破坏而产生漏冒顶现象,为防止顶板产生较大的挠曲和离层,采用金属梯形工字钢棚作为二次支护,形成顶部围岩破坏后的被动支护体系。41212工作面巷道支护参数(1)锚杆支护参数。锚杆长度:图23上2煤层工作面巷道错距示意3上
7、2煤层工作面巷道内错距离Ln为Ln>(h1+h2)tan<(1)式中Ln———3上1煤层区段煤柱边界与3上2煤层工作面巷道的水平间距,m;<———应力传播影响角,取22°;h1———3上2煤层顶板岩层厚度,3155m;取最大值h2———3上2煤层巷道高度,取215m。经计算得Ln>2144m,为安全起见,面巷道内错距Ln取大于3m。4工作面巷道支护方案确定下工作支护结构与型式控制围岩的原则就是合理
