坚硬顶板条件下小煤柱沿空掘巷支护技术.pdf

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1、2015年第2期煤矿支护35坚硬顶板条件下小煤柱沿空掘巷支护技术牛福龙[大同煤矿集团有限责任公司四台矿，山西大同0370031摘要根据四台煤矿51215巷道地质条件，研究确定小煤柱沿空掘巷合理支护参数。试验巷道掘进初期支护效果较差，沿空煤帮最大变形约1100mm，实体煤帮最大变形约500mm，沿空帮短钢带严重扭曲，未能达到支护要求。通过优化支护参数，确定试验巷道采用锚杆、锚索配合钢筋梯子梁及金属网进行支护。现场实测表明，优化支护参数能够满足工作面安全生产的要求。研究成果为复杂地质条件小煤柱沿空掘巷提供一定借鉴。关键词坚硬顶板小煤柱沿空掘巷支护参数均厚度为2．22m。试验巷道岩层柱状如图11前

2、言所示。岩层柱状厚度／m岩层名称岩性描述近年来，随着我国矿井综合机械化程度不断提高，各大煤矿的年产量也随之增长，●●●粉砂岩，深灰色．富含植物化这必然将加快煤炭资源的枯竭。为了尽可能6．14石、煤屑、铁质及黄铁矿结核；细粉砂岩互屡l2．27细砂岩，灰色，含黄铁矿结核，提高煤炭回收率，延长矿井服务年限，小煤具水平微波屡理。柱沿空掘巷逐渐在各大矿井推广开来。而各／矿地质条件不尽相同，使得沿空掘巷的支护2．22粉砂岩灰白色，含大量黄铁矿，向下方式也不同[1]。0_6．66粒度变粗。本文以四台矿12412盘区51215回风巷为试验巷道，对小煤柱沿空掘巷支护参数●●3．85灰色，岩性变化大，砂质页岩进

3、行优化，为大同地区沿空掘巷提供借鉴。细砂岩0-Ill57致密，有时夹有煤线和黄铁矿。’’2．432地质概况2煤12煤．35—2．59}0．21砂质页岩暗灰色，致镪，较软，古煤粒。I＼0．4212412盘区51215巷东邻盘区巷，南部为上工作面采空区，北部均未开拓。根据．

4、0．21煤半睹型，古较多煤炭和黄铁矿0-0．43。相邻12层81213工作面地质构造揭露情况4．36细砂岩灰色，含大量煤屑及小量铁质，0m6．2l泥质胶结，水平层理。推测，掘进区域内无大型地质构造。煤层平均厚度为2．43m，与上覆8煤层层间距最图I岩层综合柱状大68m，最小60m，平均64m。巷道宽度为3．8m，高度为2．7

5、m，沿顶3小煤柱宽度确定板掘进。直接顶为细砂岩，夹有煤线或黄铁石，平均厚度为3．85m。老顶为粉砂岩，平采用极限平衡理论和弹塑性理论计算合2015年第2期煤矿支护375试验巷道优化支护小煤柱巷道在掘进与回采期间围岩变形强烈，巷道压力主要来自小煤柱一侧~3-4]。实际上，在上区段工作面回采过程中小煤柱已遭受严重破坏，而试验巷道的顶板岩层又偏硬，这使得巷道帮部支护变得尤为重要引。为了有效控制巷道变形，避免出现前期由于短钢带变形失效而使巷道变形难以控制的情况，试验巷道顶板和两帮都统一用钢筋梯子梁，使整个巷道断面的锚杆支护形成一个整体。同时严格控制巷道掘进空顶距离，图4优化后的巷道支护示惹断面图使巷

6、道达到及时支护。巷道两帮最大变形速率为12mm／d，两5．1顶板支护帮最大移近量达到37mm，其中实体煤帮移选用直径22mm、长2200mm的高强无近量为15mm，占巷道两帮最大移近量的纵筋左旋螺纹钢锚杆，间排距为850×80040．5；沿空煤帮移近量为22ram，占巷道(ram)，每排布置5根锚杆。采甩树脂药卷两帮最大移近量的相对移近量的59．5。加长锚固，配合钢筋梯子梁和菱形金属网支顶板最大变形速率为9mm／d。巷道顶护。锚索为直径21．8mm、长6000mm的钢底最大移近量达到23mm，其中顶板下沉量绞线，间排距为1600×1600(mm)，按2—为8mm，底鼓量为15mm。巷道顶板整

7、体3—2布置。离层量最大为4mm，变化不明显，无异常5．2两帮支护变形出现，如图5所示。选用直径22mm、长2200mm的高强无(2)回采期间纵筋左旋螺纹钢锚杆，间排距为700×800工作面支承压力超前影响范围距工作面(ram)，每排布置4根锚杆，采用树脂药卷煤壁约为45m，其中24m以内为支承压力加长锚固。配合钢筋梯子梁和菱形金属网影响增高区。在支承压力影响增高区内，两支护。帮变形量较为严重，沿空煤帮最大移近量达巷道支护断面如图4所示。到185mm，占巷道两帮最大移近量的相对移近量的63．7。巷道顶底最大移近量达6巷道矿压观测到35mm。其中顶板下沉量为65mm，底鼓量为185mm，如图6

8、所示。6．1观测内容由于本工作面顶板围岩强度较煤体强度①巷道表面位移。大很多，使得顶板下沉量小，反而以底鼓现②顶板离层。象较为明显。但由于巷道两帮及顶板均采用6．2观测结果高强度螺纹钢锚杆加钢筋梯子梁并配合金属(1)掘进期间网进行支护，使得巷道断面形成整体受力，巷道掘进1～4d内围岩运动剧烈，5～总体变形在可控范围之内，巷道有效使用面7d后，巷道围岩运动速率逐渐减小并趋于积符合标准，如图7所示。稳定，直到受本