舊街礦近距離煤層采空區下工作面掘進巷道支護研究

鄭海青　陳理強　李權

摘 要：舊街煤礦8、9煤層為近距離煤層，9101工作面位于上部8煤層工作面采空區下，煤層層間距僅為0.3～3 m，上煤層開采造成開采范圍內的層間巖層（上煤層頂板，也是下煤層的頂板）變形破壞、裂隙發育，自穩性和完整性損失嚴重，下煤層工作面巷道頂板錨網支護無法起到應有作用，部分區域頂板甚至無法實施錨桿支護。該文根據近距離煤層9101工作面實際地質和開采條件，選取“架棚和幫部錨網”聯合支護作為采空區下掘進巷道支護方式，并確定了支護參數，通過現場實施和優化，保證了掘進巷道的良好支護，巷道得以正常掘進。

關鍵詞：近距離煤層 采空區下 掘進巷道 錨網支護 架棚支護

中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（a）-0029-01

1 工作面基本概況

舊街煤礦9101工作面煤層標高為406～451m，地面標高為853～963m，埋深約為402～557m。工作面西部為東區軌道巷；東部為礦界，以東為坡頭煤礦；南部為9102準備工作面；北部為礦界，以北為新景煤礦；上部為8煤層8101、8102工作面采空區；下部無開采。如圖1所示。

9煤層煤厚度實測為3.2～3.5 m，平均3.35 m；接頂為0.3～5.5 m厚的灰黑色泥巖，直接頂上為8號煤采空區；煤層傾角在4～6°之間，平均傾角5°；煤層結構簡單；煤層位于太原組上部，局部（主井附近）與8號煤層合并，為井田內穩定可采的中厚煤層。

2 采空區下掘進巷道支護影響因素分析

（1）巷道巖層的地質條件。

9101工作面埋深為402～557 m左右，屬于中等埋深工作面；工作面上覆蓋山厚度在400 m左右，因此工作面主要受重力作用，垂直應力大。

（2）巷道圍巖物理力學性質。

巷道圍巖的物理力學性質的強弱能夠顯示出圍巖的抗變形能力，巷道圍巖的物理力學性質越好，在外界的擾動下，其抗變形能力就越強。9101工作面接觸頂板為泥巖，上部為8101、8102工作面采空區，頂板硬度較小，且破碎度大，且8、9煤層層間距近為0.3～3m，給頂板的支護帶來了困難。

（3）由于9101工作面上部為8煤層工作面采空區，距離近，巷道掘進對頂板變形破壞的擾動影響較大，需要選取合理的支護方式。

（4）巷道的支護狀況。

近距離煤層采空區下巷道支護中，由于頂板無法進行錨網索支護，因此，僅巷道采用錨網索支護無法保證整個圍巖的穩定，需要選取更為安全合理的支護方式。

（5）采空區邊界影響。

9101工作面上部為不完全保護的8煤層8101、8102工作面，9101工作面巷道掘進穿過8煤層采空區邊界，采空區下和實體煤下掘進并存，因此需要根據不同的頂板特性進行支護方式的選取。

3 采空區下掘進巷道支護方式和參數選取

3.1 支護方式確定

近距離煤層采空區下9101工作面掘進巷道接觸頂板為0.3～3 m厚泥巖，上部為8煤層工作面采空區，頂板自穩性和整體性低、破碎度高、裂隙發育，且部分區域頂板無法實施錨網索支護，但是只采用架棚支護，無法保障兩幫的水平支護強度，因此選取“架棚和幫部錨網”聯合支護方式。兩幫選取錨桿網支護，可以提高兩幫水平強度；巷道采用T型鐵棚進行支護，可以提高巷道頂板垂直抗壓能力，這樣可以保障整個工作面巷道的穩定。

3.2 支護參數選取

（1）錨網支護參數

幫錨桿：Ф18×2000 mm圓鋼錨桿，間排距為900×800 mm，每排4根，底角兩根與水平成15°向下布置。金屬網：頂板為4700×1200 mm，兩幫為3000×1200 mm。鋼帶為：Ф10×1000 mm，豎向連接幫錨桿。

（2）架棚支護參數

木板：長×寬×高=1200×150×100 mm。鐵棚：幫部，長×寬×高=2930×120×120 mm；頂板，長×寬×高=3800×120×120 mm；排距為800 mm。

鐵棚支撐住巷道頂板，提供垂直方向支護，錨桿直接錨入幫部，提供水平方向支護，提高了圍巖的整體支護強度，提高現場觀察，工作面巷道未出現冒頂，且變形量很小，能夠達到良好的支護效果。

4 結語

（1）近距離煤層采空區下9101工作面巷掘進巷道存在接觸頂裂隙發育、自穩性和完整性差等特點，錨網索支護無法確定支護要求，并且部分區域頂板無法實施錨網索支護，需要選取合理有效的支護方式進行支護。

（2）根據采空區下掘進巷道頂板破碎、無法錨網索支護等特點，選取了“架棚和幫部錨網”聯合支護方式。通過鐵棚支撐住巷道頂板，提供垂直方向支護；錨桿錨入幫部，提供水平方向支護，進而提高了圍巖的整體支護強度。選取了“架棚和幫部錨網”聯合支護方式中錨桿、鐵棚等的支護參數。

（3）通過現場觀察，該支護方式下巷道無冒頂，且變形量很小，說明“架棚和幫部錨網”聯合支護方式能夠保證采空區下掘進巷道的穩定，得到了良好的支護效果。

（4）該文所采用的技術研究為該礦類似條件的采區開采提供了理論依據和借鑒，對類似條件下的煤層開采具有一定的借鑒作用。

參考文獻

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