主要巷道支护技术研究方案

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1、QSYK-1神华宁煤集团清水营煤矿主要巷道支护技术研究方案神华宁煤集团山东科技大学二○○九年六月20目录1项目的必要性11.1现状分析11.2国内外同类技术发展状况41.3研究目的及意义52研究开发内容63主要经济技术指标、项目最终目标74关键技术及创新点75研究或研制开发的技术路线，实施的方式、方法、步骤75.1课题的总体研究思路75.2研究方法85.3技术路线85.4实施方式（具体方案）95.5矿压观测186技术、经济可行性及可靠性分析、论证197现有基础、技术条件，保证体系207.1实用矿山压力

2、理论已经取得了系统的突破性成果207.2岩石破坏与失稳理论207.3深部巷道支护取得一些创新性研究成果217.4实践基础228经济、社会效益分析249项目实施进度计划2410经费计划2520QSYK-1神华宁煤集团清水营煤矿主要巷道支护技术研究方案1项目的必要性1.1现状分析1.1.1矿井地质情况矿区钻孔揭露地层自下而上有三叠系、侏罗系、白垩系、古近系、第四系，含煤地层为侏罗系中统延安组，钻孔揭露厚度245.01~304.86m,平均276.50m，岩性由灰、灰白色长石石英砂岩、深灰色、灰黑色粉砂岩、

3、泥岩、煤和少量含铝质泥岩组成。主要可采煤层顶板均为易冒落、不稳定—中等冒落、中等稳定岩层，底板为不稳定岩层。矿井地层中含水层属弱～中等富水性，分别为第四系孔隙潜水含水层（Ⅰ）、白垩系砾岩裂隙孔隙层间承压含水层（Ⅱ）、侏罗系上统安定组～中统直罗组裂隙孔隙含水层（Ⅲ）、二～八煤间砂岩裂隙孔隙承压含水层（Ⅳ）、八～十八煤间砂岩裂隙孔隙承压含水层（Ⅴ）、十八煤以下至底部分界线砂岩含水层组（Ⅵ），隔水层以低阻、高密度的粉砂岩、泥岩为主，主要有四层，分别为安定～直罗组裂隙孔隙含水层顶板隔水层、二～八煤含水层顶板隔

4、水层、八煤及其顶底板泥岩隔水层、十八煤及其顶底板泥岩隔水层。1.1.2主要巷道设计布置层位（1）主斜井、副斜井由六煤-五煤露头对应地面位置开口，由四上-三煤间进入煤系地层，穿过三煤后进入二煤底板。主斜井坡度为22°～24°～25°，副斜井坡度为22°～25°，所处层位为四上-二煤之间的砂岩层。该层位由灰、灰白、深灰色不同粒级的砂岩组成，属二煤-八煤间砂岩含水层（IV），厚度为2.63～214.6m，平均厚63.66m。根据地质勘探报告，三煤顶板岩石虽孔隙率不大，但吸水率较高，软化系数低。岩石强度低，不

5、坚固，为易冒落的一类无周期来压顶板。三煤底板细砂岩允许单向抗压强度RP0.375MPa，属较软弱类底板；粉砂岩允许单向抗压强度RP2.72MPa，属软弱类底板。图1-1是岩层综合柱状图。20图1-1岩层综合柱状图（2）回风斜井由六煤~五煤露头对应地面位置开口，坡度为22°～15°～25°。在二煤露头位置进入二煤，沿二煤底板施工。二煤厚度2.06～8.1m，平均厚4.75m；二煤顶板岩性总体由粗粒砂岩构成，次为粉砂岩、泥岩。厚度0.57～71.09m，平均11.55m，伪顶主要发育于井田南部，岩性以泥岩

6、为主，厚度小于0.5m；底板岩性以粉砂岩为主，次为细粒砂岩及泥岩，厚度0.53～21.14m，平均5.06m，一般小于5m；顶板的侏罗系上统安定组~中统直罗组裂隙孔隙含水层（III），厚度3.4～372.33m，平均厚度127.12m，层位较稳定，渗透性强、导水性好。（3）主斜井皮带皮带搭接硐室位于主斜井中部（距井口742m-770m），布置在二层-三煤间的岩层中，岩性以粉砂岩为主，次为细粒砂岩及泥岩，厚度3.07～22.47m，平均14.21m。（4）＋1265m水平中部车场、＋1172m水平中部车

7、场布置在二煤~四上煤之间，巷道穿过的岩层由下而上为中－粗砂岩、三煤、细~粗砂岩、二煤、细~中、粗砂岩，部分巷道穿过二煤顶板。（5）＋1065m水平中部车场布置在三煤~二煤顶板中，大部分巷道处于二煤顶板中，所揭露岩层同回风斜井；+1065m后石门、11采区水泵房、变电所、11采区水仓布置在二煤~五煤间不同粒径的砂岩中。（6）110201、110203工作面回风巷、运输巷、辅运巷由二煤底板沿走向上坡进入二煤，沿二煤底板掘进。201.1.3课题研究的必要性1.1.3.1主要巷道支护出现的问题三条斜井井筒、车

8、场巷道设计均采用锚网喷支护，回采巷道采用锚网支护,施工过程中均出现不同程度的顶板下沉、裂缝、脱层掉包及底臌等现象，局部出现冒顶。主要表现是①顶板喷层受挤压变形、掉包、下沉，锚杆支护失效，个别锚杆被拉出或拉断，初喷巷道较成巷后的巷道这一现象突出，掉包严重时出现冒顶；②两帮受顶板下沉和底臌影响，喷层开裂、向外臌出，巷道宽度不够；③巷道底板臌起，最大底臌量1400mm，造成轨道变形，巷道高度不够；④台阶向巷帮一侧严重倾斜，水沟开裂变形；⑤出现脱层、掉包时，通常