特厚煤层强扰动开采大跨度煤巷支护技术探究

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1、特厚煤层强扰动开采大跨度煤巷支护技术探究　　摘要：我国从2007年底开始由国有大型煤矿企业整合地方小煤矿以来，由于地方小煤矿历史开采原因，导致整合矿井井田范围多煤层开采均受到不同程度的破坏；同时受煤层赋存条件限制，在进行工作面、采区布置时，有可能出现如果主采煤层，煤层厚度较大，在上部煤层正在进行回采，而下部煤层需要进行工作面顺槽掘进时，就会受到上部工作面回采采动矿压扰动，对矿井特厚煤层强扰动开采大跨度煤巷支护技术研究，有利于保证整合煤矿对煤炭资源回收过程中的井巷工程掘进的安全施工。关键词：特厚煤层矿压扰动煤巷支护技术中图分类号：X752文献标识码：A1

2、工程简要说明山西朔州山阴金海洋南阳坡煤矿北部为左云县上张家坟长春煤矿，东部为山西山阴芍药花煤业公司,矿井西南部为大同煤矿集团安平煤业公司矿井。井田面积为3.9942km2，井田南北宽1.6km，东西长3.029km。批准开采3、4、6、9号煤层。批准矿井生产能力由原0.6Mt/a提升为0.9Mt/a，净增生产能力0.3Mt/a。10矿井属于低瓦斯矿井。井田属地温、地压正常区。3-1号煤层为薄～中厚煤层，厚度0.64～3.22m,平均1.64m。3-2号煤层全井田稳定可采，煤层厚度变化不大，为中厚煤层.煤层厚度一般为1.40～4.25m，平均2.99m。

3、4-1号煤全井田稳定可采，煤层厚度变化不大,为中厚～厚煤层。厚度1.66～7.70m，平均5.03m。4-2号煤全井田稳定可采，厚度2.25～3.18m，平均2.56m。6号煤全井田稳定可采，煤层厚度变化不大，为厚煤层。煤层厚度6.46～12.90m，平均11.08m。9-1号煤为全井田稳定可采的薄一中厚煤层。厚度变化不大，煤层厚0.90～1.32m,平均厚1.09m。矿井采用斜井开拓，利用矿井原有的主斜井、副斜井和东回风立井三个井筒,并新掘一个胶轮车副斜井，原副斜井作进风排水井，共设4个井筒开发全井田。根据各煤层赋存条件，3-1、9-2号煤层采用普通

4、机械化采煤法，3-2、4-2号煤层采用综采一次采全高采煤法，4-1、6号煤层采用综采放顶煤采煤法。2工程地质条件6号煤层为全井田赋存的主采煤层，煤层厚度9.90-15.19m、平均12.58m，属特厚煤层，根据2011年1月山西省煤炭地质115勘查院“南阳坡煤业有限公司勘探地质报告”，资源量6129万吨。6号煤属于低灰-中灰、高挥发分、低硫-中高硫、特低磷、特低氯、一级含砷煤。为中热值-高热值煤。106号煤层顶板为砂质泥岩、泥岩、灰白色中~粗粒砂岩或含砾粗砂岩；底板岩性为粉、细砂岩，砂质泥岩。夹矸岩性为泥岩、炭质泥岩。下图为某钻孔煤岩柱状图。某钻孔煤岩

5、柱状图3存在的工程难题①6号煤开采受到3号煤、4下号煤层开采的强烈影响。原因：矿井采用下行开采方式，先开采3号煤，再开采4下号煤层，之后开采6号煤。3号煤与4下号煤层间距17m左右，4下号煤与6号煤层间距27m左右，必然造成6号煤开采受到3号煤、4下号煤层开采的强烈影响。②6号煤区段巷道顶板难以控制，尤其在综放工作面推采阶段。原因：特厚煤层综放开采的区段巷道为大跨度煤巷，而6号煤顶板为砂质泥岩、泥岩，为软弱顶板。不稳定大跨度煤在巷顶的煤巷，加之综放开采超前压力超前影响区域加大，煤层厚度大导致开采强度大，压力显现势必较其他煤层剧烈，因此顶板控制难度显著增

6、加。③南阳坡煤业有限公司目前已开展了3号煤、4号煤开采技术研究，目前6号煤的已经开始进行采区巷道和工作面顺槽施工。4、6#层煤巷锚杆、锚索支护设计：104.1锚杆支护设计说明4.1.1锚杆对岩体的锚固机理(1)锚杆与岩体粘结在一起，提高了岩体的整体刚度，增强了岩体抗变形能力，加强了岩体的整体性；(2)由于锚杆的抗拉作用，当锚杆穿越破碎岩层深入稳定岩层时，对不稳定岩层起着悬吊作用；(3)对于层状岩体，由于锚杆的作用，对岩层离层的产生有着一定的阻碍作用，并增大了岩层间的摩擦力，与锚杆本射的抗剪作用阻止岩层间产生相对滑动，从而将各个岩层夹紧形成组合梁，提高了

7、岩层的承载能力；(4)由于锚杆的作用，改变了边界岩体的受力状态，使其由一维应力状态转化为三维受力状态，提高了岩体的承载能力。4.1.2锚杆、锚索支护设计锚杆锚索设计主要考虑巷道两帮的破坏程度以及顶板最大松动范围，保证锚杆锚索的设计满足支撑巷道的要求。（1）巷道两帮破坏范围计算：C=[(kcγHBc/1000δm)-1]htan(45°-φ/2)式中kc----巷道周边挤压应力集中系数，巷道高宽比为4.8/3.1=1.55,取k=3.0γ-----巷道上方平均煤岩质量密度与当地自由落体加速度之积，取γ=25kn/m310H-----巷道距地表埋藏深度（按

8、最深点计）取385.6m。Bc----采动影响系数，当两侧均为实体煤时，Bc＝1.15δm--