古矿15号煤沿空掘巷锚杆支护技术探讨.pdf

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1、6煤矿支护2012年第4期石家庄中煤杯参评论文古矿15号煤沿空掘巷锚杆支护技术探讨曹建波[晋城无烟煤矿业集团公司，山西晋城0480061摘要针对古书院矿15号煤层综采工作面开采条件，根据现场地质及生产条件，结合理论分析及模拟计算，开展该条件下15号煤合理煤柱宽度设计、巷道支护形式及参数优化等开采综合技术研究项目，在最大限度减少煤炭损失的前提下，为矿井实现高产高效创造良好条件。关键词沿空留巷窄煤柱锚杆支护技术状态及力学性能、锚杆支护技术。最终目标前言是最大限度地保持巷道围岩稳定、控制围岩变形、降低巷道维护费用。针对15号煤层古书院矿

2、3号、9号煤层已近枯竭，目工作面回采巷道的维护特点，确定技术路线前正在开采的是15号煤层。虽然沿空掘巷如下：围岩控制技术已在其它矿区得到广泛应用，①通过对巷道围岩的物理力学性质测试且技术相对比较成熟，但古书院矿沿空侧的和现场对巷道维护状况调查，掌握巷道矿压巷道仍基本采用留设大煤柱护巷，造成了资显现特点，为确定巷道合理支护设计提供基源浪费，并且随着矿井生产条件的日趋复础依据；杂，即使留12～25m的煤柱仍难以保证巷②利用实验室相似材料模拟，结合数值道使用的可靠性，会严重危及矿井的安全生计算分析，研究15号煤层沿空掘巷前其上产。覆煤岩

3、的断裂情况和活动规律，并研究上工为此，对古书院煤矿15号煤层及其顶作面采空区侧支承压力的分布规律，为确定底板的物理力学性质(岩层应力)、矿压显合理的窄煤柱奠定基础；’现特点及规律、锚杆支护技术参数等开采技③在以上研究的基础上，采用理论分析术进行分析，充分利用综采工作面附近的减手段，研究巷道在掘进及受采动影响过程中压区，选择合理的煤柱宽度，确定巷道的合上覆煤岩层的活动规律，以此预测巷道在使理支护形式及参数。在15号煤层综采面邻用期间上支承压力的分布特点；同时采用理空巷道围岩控制和自然发火防治技术上取得论计算、初始值模拟的方法研究合理

4、的窄煤新突破，对矿区实现安全高产高效具有重要柱宽度，为下一步进行锚杆支护设计提供指价值。导；④针对15号煤层沿空掘巷特点，确定1技术路线该条件下锚杆支护的基本原理和关键技术，结合数值计算的方法提出初步的预应力锚杆把握巷道围岩稳定性及其控制技术需考支护技术方案；虑三个要点：围岩的应力状态、围岩的赋存⑤根据初步设计方案在现场进行工业性2012年第4期煤矿支护7试验，通过现场获得的数据对方案进行参数厚61．23～88．23m，平均77．76m。本组总的调整、优化，形成最终的支护方案，并在的说来，属三角洲相和碳酸盐台地相沉积。现场进行推广

5、应用。K砂岩为分流河道沉积，向上逐渐过渡到泻湖、湖沼环境，最后形成闭流沼泽，2研究设计方案发育了l5号煤层。由于水流不畅，处于还原环境，利于黄铁矿的形成，所以15号煤针对古书院矿条件，拟在15号煤层进含硫量较高。行留窄煤柱的锚杆支护实践，即进行15号(2)顶底板条件煤层沿空掘巷锚杆支护技术研究。确定该项15号煤层直接顶板为K。石灰岩，厚目研究设计方案为：7．54～11．38m，平均9．00m左右，深灰第一步，针对古书院煤矿15号煤层巷色，致密坚硬，顶部含似层状燧石条带，全道围岩变形破坏实际，分析其原因，并对区稳定，据2007年补充

6、勘探采取钻孔岩芯15号煤层工作面巷道的开采技术条件进行顶板样试验单向抗压强度53．6～调查分析，对该巷道留窄煤柱采用锚杆支护212．9MPa，平均101．6MPa；单向抗拉强的可行性进行分析研究；度2．2～6．1MPa，平均为4．OMPa，抗剪强第二步，开展巷道围岩力学性质测试、度5．7～16．0MPa，平均13．2MPa，属坚硬物理模拟、数值计算和理论研究等基础工型顶板。另外，零星分布有泥岩、砂质泥作，为巷道合理的支护技术方案和参数设计岩、炭质泥岩伪顶，一般厚度0．50～提供依据；2．00m。第三步，进行巷道支护的初步施工方直接

7、底板为泥岩，平均厚度约2．75m，案、巷道安全监测技术方案、巷道掘进工艺其下部为本溪组的铝土泥岩，平均厚度约与掘锚协调设计；4．25m，属软弱型。单向抗压强度12．1～第四步，提交施工方案；58．4MPa，平均28．3MPa；单向抗拉强度第五步，对原设计进行修改设计，形成0．7～2．OMPa，平均1．4MPa；抗剪强度最终的支护设计方案，并在类似条件推广应1．9～6．6MPa，平均4．2MPa。吸水率为用。2．3，膨胀率为0．68，软化系数平均0．59。岩层吸水性强，从而降低了底板的稳3研究设计方案内容定性，给今后开采带来一定困难

8、。(3)地应力3．1煤层赋存地质条件因没有进行地应力测试，借用古书院矿(1)地层临近王台铺矿区15号煤的地应力作参考。15号煤层属于井田内上石炭统太原组三个测点中dw最大为7．90MPa，最小为(C。．)含煤地层。7．13MPa，三个测站侧压系数d