特厚松软破碎煤层巷道联合支护技术研究.pdf
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1、4江西煤炭科技2023年第3 期特厚松软破碎煤层巷道联合支护技术研究王文(霍州煤电集团金能煤业有限公司,山西忻州0 3 510 0)摘要:金能煤业2#煤层为松散破碎煤层,12 0 1首采面顺槽沿底掘进期间变形量大、持续时间长,通过理论分析、钻孔窥视等手段分析破坏原因,确定围岩强度不足、支护方式不合理是引起巷道变形破坏的主要原因,提出采用长锚索+W钢带工字钢+双层网的改进支护方式。试验结果表明:掘巷期间围岩稳定,顶板下沉量最大为14.8 17.4mm,两帮移近量最大为5.27.4m m,支护效果良好,可在后续工作面回采巷道推广使用。关键词:掘进巷道;特厚松软煤层;钻孔窥视;数值模拟;联合支护中图
2、分类号:TD353+.6Research on Combined Support Technology in Roadway with Extra-thick Soft and Broken Coal Seam(Jinneng Coal Industry Co.,Ltd.,Huozhou Coal&Electricity Group Co.,Ltd.,Xinzhou,Shanxi 035100)Abstract:Aiming at the large deformation and long duration during the excavation along the crossheadi
3、ng bottom at 1201 firstmining face in No.2 loose-and-broken coal seam of Jinneng Coal Industry Co.Ltd.,the author determines the roadwaydeformation and damage results from the adequate surrounding rock strength and the unreasonable support method by means oftheoretical analysis and borehole peeping,
4、and proposes an improved support method with long anchor cable,W-typed steel beltor I-typed beam and double-layer mesh,whose test results show that the surrounding rock is stable during the roadwayexcavation with 14.817.4 mm maximum roof subsidence and 5.2-7.4 mm maximum convergence of the two sides
5、.Key words:excavation roadway;extra thick soft coal seam;borehole peeping;numerical simulation;combined support1工程地质条件霍州煤电集团金能煤业有限公司是设计年产量1.2 Mt的现代化矿井,目前矿井正在基建,可采煤层为2 号煤层和5号煤层,为低瓦斯矿井。2号煤层一采区位于井田中东部,东北侧与四采区相邻,以ZK19钻孔、ZK22钻孔和ZK24钻孔所布置的勘探线为边界;西南侧与六采区相邻,以ZK14-1钻孔和ZK14-2钻孔所布置的勘探线为边界;西北侧与三采区相邻,以+9 8 0 m水平
6、大巷为界。采区整体为一不规则多边形,采区设计开采2号煤层,开采煤层标高+940+10 0 0 m。采区内2号煤层走向长3 510 m,倾向长16 52 m,面积5.5km。根据小煤窑调查走访结果发现,该采区四邻无采空区及废弃老窑,不存在采空区积水威胁。1201首采面埋藏深度约40 0 m左右,开采2号煤层,工作面设计采用综采放顶煤开采工艺。2号煤层厚度0 13.0 4m,倾角平均为13.5,属于大部可采较稳定煤层,该煤层暴露面呈粉末状,抗压强度为0.2 MPa,属于松软煤层。2 号煤层直文献标识码:AWangWen接顶板为泥岩、砂质泥岩;老顶为细粒砂岩、局部为粗砂岩,底板为泥岩。2 号煤层顶底
7、板岩层物理力学参数如表1所示。表12 号煤层顶底板岩层物理力学参数抗压 抗剪抗拉真密度视密度名称岩性强度强度强度/(kg/cm)/(kg/cm)/MPa/MPa/MPa泥岩9.72.310.81砂质41.44.311.70泥岩顶板细粒69.28.062.34砂岩粗粒7.81.430.56砂岩底板泥岩22.21.640.781201工作面运输顺槽、回风顺槽沿煤层底板掘进,煤层厚度约为10 m,即,顶板约有6 m的顶煤。在掘进顺槽过程中,在顶角部位发生了钢筋网网片开裂漏(煤)现象,顶板局部出现网兜、鼓包现象,围岩控制困难,且成本高,投人了大量的人力物力,这给煤矿的安全高效生产造成极大的困扰,严重影
8、响矿井的建设进度。因此,针对金能煤文章编号:10 0 6-2 57 2(2 0 2 3)0 3-0 0 0 4-0 42.7952.7522.700262326642.5842.497265924502.5262023年第3 期业松软煤层沿底掘进过程中的围岩难以控制的问题,提出更为合理有效的围岩控制方案,改善围岩的受力状态,使围岩达到最佳控制水平,为金能煤业安全高效生产提供一定的技术支撑。2巷道原支护方式及变形情况2.1支护方式以12 0 1工作面运输顺槽为例,掘巷断面宽4.8m、高3.7 m,原支护方式为“锚网索喷+钢护板”的联合支护,锚索的规格是21.6mm8200mm,间排距为1.6 m
9、1.2m,采用1支CK2360型及4支Z2360型树脂药卷;锚杆规格22mm2400mm,间排距0.8 m,使用2 支Z2360型树脂药卷,托盘后加钢护板,钢护板规格为40 0 mm260mm4mm,锚杆顶部使用7 根,帮部使用10 根,左右两帮各5根。2.2原支护巷道变形特征在巷道掘进过程中,原支护变形破坏严重,出现顶板破碎、离层、网兜、顶板部分锚杆失效的情况,顶板易冒落,在一些断面处由于顶角部位钢筋网网片开裂失去护表作用而出现漏研(煤)现象,网片开裂、局部网兜、鼓包现象,如图1所示。江西煤炭科技(d)木垛架棚支护图112 0 1工作面运输顺槽破坏及维修现状2.3巷道变形破坏的影响因素(1)
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