复杂条件下残采工作面煤巷掘进支护技术.pdf

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1、２０１５年第１６期（总第１６９期）江西建材勘察与测绘复杂条件下残采工作面煤巷掘进支护技术■阙启钦■福建煤电股份有限公司翠屏山煤矿，福建龙岩３６４０００摘要：我国作为传统煤炭生产大国，拥有悠久的采煤史。近年来，随着矿井可采应力影响，顶底板岩层较为破碎。其二，巷道围岩强度较低，巷道顶板储量的日益殆尽，诸多老矿井都已临近服务期限，因此为实现矿井服务期为炭质泥岩、泥岩，巷道掘进中易发生垮落，煤层及巷道底板泥岩强度限的有效延长，亦为进一步提升煤炭采出率，避免资源的无端浪费，对过去均较低，巷道掘进后围岩变形量较大；其三，受

2、构造应力影响严重，回采的遗留的残采工作面实施掘进回采就变得势在必行。但是由于前期开采巷道区域处于构造应力影响带，加之围岩结构强度较低，使得围岩破碎导致的围岩应力变化使得残采工作面多处于应力集中区域，这就为回采时程度高，增加了支护难度；其四，应力集中程度较为显著，工作面所处区煤巷的安全支护造成了严重威胁。鉴于此类问题，翠屏山煤矿对传统的工域为复杂地质条件，应力集中系数较高，部分岩体处于工程软岩状态，字支架支护技展开优化改造，通过铁撑杆与可缩性点柱实现了对残才工作表现出非线性大变形和流变性，影响巷道支护效果；其五，

3、围岩易发生面煤巷的有效联合支护，并获得了切实可行的实践效果。遇水膨胀。关键词：复杂条件残采工作面煤巷掘进支护３残采工作面煤巷掘进支护设计在充分分析巷道围岩条件与原支护方案不足情况下，拟对原支护翠屏山煤矿在三十余年的开采过程中，受到地质构造、煤层赋存、方案进行优化设计：（１）残采工作面煤巷掘进支护仍然沿用工字钢对水文地质等地质因素的干扰以及开采工艺的限制，使得井下多处遗留棚，型号为梁×腿＝３．０ｍ×２．６ｍ，巷道断面形式选用正梯形。（２）原掘有煤柱。近年来随着井下可采储量的日益枯竭以及开采工艺的改进和进巷道围岩变

4、形量较大的原因之一在于支护的承载能力不足，因此，新对井下地质情况的长期积累，使得借由对过去回采中遗留残采工作面支护中对巷道顶梁下打设点柱，增强工字钢支撑能力，提高支护稳定的掘进回采，以提升煤炭资源利用率和延长矿井服务期限成为可能。性。点柱材料选用Ｕ型钢可缩性点柱，与原先木点桩不同，Ｕ型钢可缩１工程概述性点柱具有一定的可缩性，能够允许工字钢对棚有一定的变形，释放部翠屏山煤矿２２０１残采工作面东西南北分别为２２０３采空区煤柱、分围岩弹性能。Ｕ型钢可缩性点柱高度设计为２．６ｍ，由两节１．５ｍ长２２０３采空区、２２００

5、采空区以及采区上下山轨道。整个回采面标高为－Ｕ型钢组成，Ｕ型钢之间连接采用２个卡缆，卡缆扭矩控制在２００Ｎ．ｍ２３０ｍ～２６５ｍ，埋深－３４０ｍ～－３５２ｍ。其所采煤层厚度介于２．８ｍ～３．－２５０Ｎ．ｍ之间；上端与下端各焊接一槽钢，以扩大与定梁与底板的接５ｍ之间，由于部分区域煤层偏薄，在沿底板进行回采时存在将底板岩触面积，Ｕ型钢点柱与定梁接触处可用木楔进行背牢。（３）为了避免工层破坏的可能。字钢棚架支护不稳定情况出现，设计在棚子上安设撑杆，在距残采掘进此外，鉴于整个工作面位于７２－１５－８３－６向斜构造的轴部

6、位置，其工作面１０ｍ范围内全部采用可缩性撑杆进行加固。铁撑杆材料主要为受到向斜构造的影响使得煤层产状起伏变化极大，不仅倾角不稳、顶板Φ４０ｍｍ螺杆、螺帽以及Φ５０ｍｍ铁管，在钢管内安设弹簧与两端进行钢存在局部的不平整现象，同时工作面应力集中程度较高，存在大量断层板连接，端头钢板尺寸为长×宽×高＝６０ｍｍ×６０ｍｍ×５０ｍｍ。可缩性发育现象。该工作面在１９９８年以对第一分层进行过回采，煤层上部直接铁撑杆的打设数量应控制在６０根以上（距掘进工作面１０ｍ内巷道），顶与伪顶均已垮落，后经注浆后固结形成人工顶板。在进行第

7、二分层的每个棚架上安设数量原则上不少于６根，顶板、上下帮各两根，应视情回采时，沿底板作业，作业过程中由于上部人工顶板固结较差，极易出现况增加铁撑杆数量。上下帮铁撑杆安设在距顶梁５０ｍｍ位置，柱上撑冒顶现象。为充分确保回采的顺利进行，提升煤炭利用率，通过全面的杆打设位置距顶底板距离分别为２００ｍｍ与３００ｍｍ，安设过程中可参考分析研究，选用留窄煤柱的掘巷回采技术进行残采工作面回采。巷道中线位置，铁撑杆长度可通过螺丝帽进行调节。２掘进巷道变形与支护问题４工程支护效果分析２．１掘进巷道变形巷道掘进支护后对巷道表面位移

8、情况进行监测，监测时间为４０伴随巷道掘进回采长度的不断增加，巷道围岩的矿压显现亦会不天。将新支护方案围岩变形量与原支护方案变形量进行对比分析，得断增强，巷道顶板易出现开裂与离层现象。特别是在与断层相邻的区出，随支护时间的延长，巷道围岩变形量逐渐增加，到３０天左右变形量域内，巷道变形现象更是极为显著，顶板下沉的同时两帮亦会发生内趋于稳定；但新支护方案的围岩变形量明显小于改变支护之前，顶板