深部开采高应力回采工作面巷道支护探讨.pdf

2 0 1 0年第7期 中州煤炭 总第 1 7 5 期 深部开采高应力回采工作面巷道支护探讨 梁士 喜 ， 顾 中华 平煤 股 份 四 矿 ， 河 南 平 顶 山4 6 7 0 0 1 摘 要 为 了解决制约安全 生产 的上 下安全 出口不 畅通 问题 ， 针对深部开采 的综采工作面 两巷 压力大 、 顶板下 沉 、 底鼓严重 的I7题， 通过现场实测 ， 对巷道进行 了移近量观测 、 变形状况 分析， 改进 了回采巷道 的二次支护 方式。通过 采取技术措施 ， 取得 了较好 的支护效果。 关键 词 综 采 工 作 面 ； 回采 巷 道 ； 巷 道 支 护 ； 深部 开 采 中图分 类号 T D 3 5 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 0 0 7 0 0 3 6 0 2 平 煤股份 四矿 是一个 建矿 5 0多年 的老 矿 ， 随 着 开采年 限 的增 长 ， 开采 深 度 的 增加 ， 高地 温 、 高 地应 力 、 高瓦斯等问题 日渐成为制约安全生产的瓶颈 ， 如 何采取 有效 的技 术措 施 攻克 难 关 ， 实 现 矿井 高 产 高 效 的实际 问题 已提 上 日程 。为 了解决 生产 过程 中 回 采巷 道压力 大 、 底 鼓 严 重 、 多 次重 复 拉底 等 问题 ， 经 过深入 现场进 行 实地 调查 和摸 索 实践 ， 采取 了改 进 顶底 板支 护方式 的技 术 措施 ， 有效 地 减 少 了拉 底 次 数 ， 减轻 了工人 的劳动强 度 ， 取 得 了一定 的效果 。现 以回风巷 支护为例 ， 对 巷道支 护状况 进行分 析探讨 。 1工 作 面 概 况 四矿二水平己 2 3 1 4 0工作面位于己三采区西 翼下部。上下均为实体 ， 回采垂 深在 8 7 6～ 9 7 7 m， 运输巷 、 回风巷掘进时采取锚杆加锚网支护， 巷道宽 4 ． 2 m， 高 2 ． 5 m。基 本 顶 为 中粗 粒 砂 岩 ， 直 接 顶 为 l 0 ． 1 m 厚的粉 砂 质 泥 岩 ， 夹 含 己 薄 煤 ， 直 接 底 为 7 ． 8 m 厚 的 泥岩 或 粉砂 质 泥 岩 ， 煤层 底 板 的泥岩 遇 水容易膨 胀底鼓 ， 煤厚 1 ． 1 ～ 2 ． 4 m， 平 均 1 ． 6 5 m， 倾 角 4 ． 6 。 ～ 9 ． 0 。 ， 工 作 面 回 风 巷 、 运 输 巷 均 沿 煤 层 顶 板掘进， 工作面采用 Z Y 2 6 0 0 1 2 ／ 2 6型支架， 两巷超 前支 护采 用 D W2 5 ／ 1 0 0型 单 体 支 柱 配 合 D J B 一 1 0 0 0 型铰接 顶梁沿 走 向架 设棚 子 支 护 ， 从 回风 巷 上 帮至 下帮 布置 3排 棚子 ， 沿走 向 由里 向外 ， 3排 棚 子 长度 不 少于 2 0 m， 超 前支护 总长度 不 少于 5 0 m。在推进 过程 中 ， 由于煤层 埋 藏深 ， 地 应 力 大 ， 加 之 两 巷受 二 次采动影响和底板遇水易胀底鼓等不利 因素， 距采 面 6 5 m 以里 的 两巷 人 行 道 出 口高 度 不 足 1 ． 8 m。 如 不提前拉 底将会 在上下 机 头 处形 成 高度 不 足 0 ． 8 收 稿 日期 2 0 1 00 31 9 作者简介 梁士喜 1 9 7 4 一， 男 ， 河南信阳人 ， 1 9 9 6年毕业于华北矿 业高等 专科学校， 现 从事煤矿技 术管理丁作 、 m的爬行巷道， 严重影响运输巷拉移转载机和 回风 巷设 备更换 以及 两巷 的行人 、 通风 ， 造 成重 大安全 隐 患。而在现场条件下每段巷道不经过 3次以上拉 底 ， 很 难保证 安全 质量 达到标 准化要 求 ， 因运输巷有 胶带 和转载 机 ， 出矸 方便 ， 而 回风 巷 出矸 较 困难 ， 只 能采 用矸装 袋人 工运输 出矸 ， 人员 出勤多 了 ， 巷道 又 容不下， 拉底进度较慢 ， 费工费力、 事倍功半。 2 数据分析 回风 巷巷道 断面 变形 情况 虚线 表 示巷 道 变 形 后状 况 如图 1所 示 。根 据 两巷 现场 情 况 和 每 5 m 设 1个测点 测量 的数据 来看 ， 在距采 面 1 5 m 向外 顶 底板 移 近量增 大 图 2 ， 实线 。 豢 0 ．6 ～ 0 ． 8m． 1 lQ ． 8m I ． 8 l 3o 20 冀1 0 蠼 0 图 1巷 道 变形 示意 1 0 2 】 3 0 40 5 0 6 o 7 0 8 0 9o 1 o o 1 l 0 距工作面距离， m 图 2 支 护 方 式 改 进 前 后 变形 测 量 数 据 3 支护方案改进 根 据测量 数据和 实际情 况 ， 结合 巷道 变形情 况 ， 从 超前 支护入 手 ， 加大 支 护 长度 、 密 度 和强 度 ， 从 距 工作 面 7 0 m 以外 区域 开始 ， 在顶板 破碎 压力大 处打 木点柱 ， 上下 帮各 1 排 ， 距顶 帮 0 ． 6～ 0 ． 8 m， 在 底 鼓 严重 、 应力较 大 的地点 ， 利用 开掘巷 道底鼓 压力 大时 2 0 1 0年第 7期 梁 士喜 等 深部 开采 高应 力 回采 工作 面巷道 支 护探讨 总第 1 7 5期 图3 改进后的巷道支护方式示意 风 断面 。主 动提 前对 顶 底 板 进 行 支 护 ， 消 灭 了爬 行 巷 道及 重大安 全 隐患 ， 减轻 了工人 劳 动强度 ， 提 高 了 4 安 全 技 术 措 施 言 差 言 鍪 萋 1 加 强 巷 道 防 、 排 水 管 理 。 由 于 底 板 泥 岩 遇 借 鉴 。 责任 编辑 秦 爱新 上接 第3 3页 位置 ， 中部 5个深灰色扁 圆形表 硅 茗 示所 发现 的含水 异 常 ， 另 外 3个淡 灰 色 扁 圆 形 表示 铜 嚼 所发 现 的含水异 常信 号反 映较 弱 。所探测 出的瞬 变 后续 钻 孔 工作 验 证 表 明 ， 通 过设 置 合 理 的瞬 变 电磁含 水 异常 与原标 注 的老窑 位置 有着 大致 的对应 电磁 观测 系统 ， 能 准 确发 现 目标 方 向上 含 水 老 窑 异 关 系 ， 但其 具体 范 围及 主要 含水 地段 则更 为 明确 ； 另 常 ， 成 功 完成探 测 工作 ， 但 也存 在下 述 问题 。 外在 老窑， 与 老 窑 之 间发 现 了一 个 无 已 知采 空 区 1 电法勘探 工 作无 法 直 接 判断 含 水 异常 的确 相对应 的含 水异 常 反 映 ， 这 表 明该 处 可 能 存 在着 一 切蓄 水量 ， 一般 只 能大致 认 为异常 区 中视 电阻率低 、 个 以前 未被 告知 的老 窑采 空 区。 异常 范 围大 的地段 蓄水量 较 大 ， 反 之较 少 ， 但 实际情 从 图 2中可 见老 窑 所 对 应 的含 水 异 常 信 号反 况需要 通 过探水 工 作加 以分 析验证 。 映较 弱 ， 经 调查发 现 该 段 井 下 掘进 时 曾发 生 上部 煤 2 井 下 瞬变 电磁方 法 通 常难 以准 确估 算 所 发 层 及底 板岩层 大 量 冒顶 的 现象 。据 矿方 分 析 认 为 ， 现含水 异 常点与 井 下 观测 点 之 间 的实 际 距离 ， 由 于 这 是 由于上部 老 窑含 水 煤 仓 坍 塌 所致 ， 该 地段 积 水 计 算所 得 到的视 电阻 率 值一 般 远 远 低 于 真 实数 据 ， 也 已基 本疏 干 。在测 区右 端 ， 受 其 右 侧采 掘工 程 疏 所 反算 的探 测距 离 也 有较 大 误 差 ， 这 与 地 面 方法 所 水 工作 影 响 ， 大 部 分 积 水 也 已 经 被 排 空 ， 老 窑 、 老 得 到 的结果 差别 明显 。 窑。 、 老 窑 部 分也 未见 较强 的异 常反 应 。 3 受 电 法勘 探 的 体 积 效 应 与 分 辨 能 力 所 限 ， 矿 方 在 此 期 间 首 先 完 成 了探 ， 、 探 、 探， 、 探 、 所 见异 常 区应 当是所 探测 范 围内含 水低 阻异 常地段 探 、 探 6个探水孔的施工 ， 但仅有在测 区范围之外 的整体反映， 而异常 区内的高阻岩层 的响应通常会 的探。 孔见 大 量 老 窑水 。此 后 重新 布 置 了 探 、 探 、 被 强烈 的低 阻异 常 反 映所 屏 蔽 而 无 法 分 辨 ， 因此 所 探 3个 孔 再 次 进 行 探 水 工 作 ， 结 果 ， 探， 、 探 未 见 探 测到 的含 水低 阻采 空 区 内也往 往 包含采 空 区 内残 水 ， 探 仅水量出水 ， 探， 孔见 3 0 m ／ h的老窑水 ， 探 留的煤柱 、 煤墙等低含水高阻岩体的存在 ， 在探水过 孔见 2 5 m ／ h的 老 窑 水 ， 探。孔 见 3 0 m ／ h的 老 窑 程 中应 当对此 加 以注 意 。 水 ， 可见 此 3个 孑 L 均 已落 在老 窑积 水 区中心 位置 。 责任 编辑 梁郁 鑫