近距离煤层下沿空留巷支护技术探究

1、近距离煤层下沿空留巷支护技术探究摘要：兰花宝欣矿3#煤层与2#煤层层间距平均 13.4m,为提高煤炭回采率，3103工作面实施无煤柱开采， 属于近距离煤层下沿空留巷。本文在分析了工程特点和难点 的基础上，提出了合理的巷道支护参数，确保了沿空留巷的 顺利进行关键词：近距离煤层；沿空留巷；支护d0i： 10. 16640/j. cnki. 37-1222/t. 2017. 10.0531工程概况兰花宝欣矿是山西兰花科技创业股份有限公司在山西 古县控股且具备生产条件的矿井，目前主采2#、3#煤层，其 中3#煤层与2#煤层层间距平均13.4m,属于近距离煤层。3# 煤层位于山西组中部，k7粉细砂岩之上

2、，下距k7砂岩 9. 24-32. 20m,平均 19. 53m,煤层厚 1. 50m-1. 90m,平均 1. 77m, 不含夹歼，煤层结构简单。全区发育稳定，属全区稳定可采 煤层老顶或直接顶板为中细砂岩或粉砂岩，质硬、钙质或硅 质胶结，裂隙发育，方解石脉充填，属中等坚硬岩石，冒落 性ii类顶板，厚lm4. 66m, 一般平均3.12m。局部直接顶 板为泥岩，厚2. 43m4. 15m,平均3.29m,质软。底板灰黑 色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，厚0. 6m6. 44m,平均2.9m, 属不坚硬岩石。3#煤层顶底板力学性质测试结果见表1为提高煤炭回采率，延长了矿井服务年限，以3103工 作面为

3、工程对象，实施无煤柱开采成套技术2沿空留巷的工程特点与难点3煤煤层的埋藏深度在400700m左右，煤质硬，煤层 涌水量小，自燃倾向性较弱，为3煤回采巷道沿空留巷创造 了有利的条件从已经回采完毕的3101、3103工作面来看，原有的巷 道支护强度仅能达到控制掘进稳定时期的程度，受留巷动压 影响时，矿压显现剧烈，巷道变形大。3煤回采巷道采用沿 空留巷时，巷道需承受二次动压的影响，且3煤留巷属于近 距离煤层下沿空留巷，工程特点与难点如下：(1) 2煤与3煤属于近距离煤层，上下煤层间开采的相 互影响会逐渐增大，下部煤层开采前顶板的完整程度已受上 部煤层开采损伤影响，其上又为上部煤层开采垮落的岩石， 且

4、上部煤层开采后残留的区段煤柱在底板形成的集中压力， 导致下部煤层开采区域的顶板结构和应力环境发生变化。下 部煤层开采时，工作面极易发生顶板冒、漏事故，与上部煤 层采空区沟通，造成工作面漏风，回采巷道的矿山压力显现 明显，压力传递规律特殊，巷道围岩移近量大，巷道维护困 难，3煤于近距离煤层下留巷，更增加了巷道围岩控制的难 度。(2)煤系地层结构复杂，巷道层位难以选择。3煤的煤 层厚度从赋存不稳定，顶、底板分别为层理发育的砂岩、泥 岩，巷道的顶板可选择跟3煤顶板。巷道顶板为夹歼、松散 煤层、泥岩或砂质泥岩的典型难控制的煤岩复合顶板。（3） 巷道基本为全煤巷道。3煤的f值在23之间，但其极具碎 裂特

5、性，受采动扰动后，即发生显著片裂。全采动影响过程 中巷道顶板的安全控制和煤体的稳定控制技术要求高，难度 大。（4）巷道底板控制难度大。不同开采条件下的留巷底臓 是巷道表面收敛的最大组成部分，甚至能占到顶底板移近的 90%,采用沿空留巷时要承受二次采动影响，巷道底臓速度 和底臓量会表现的更为剧烈。（5）巷道服务时间长。以3103 轨道顺槽留巷为例，巷道服务时间从掘进至回采，再到留巷 复用，实际时间在2年以上，加大了沿空留巷的y度3 3煤运输顺槽掘进期间支护参数设计根据3煤具体地质状况及目前留巷取得的经验，运输顺 槽的断面尺寸确定为宽x高=4500mmx2500mm顶板锚杆采用msglw-400/

6、20x2000,螺纹段螺纹规格为 m22o共5根，间排距1000x 1000mm,材质为左旋无纵筋高 强锚杆。靠近巷帮的顶板锚杆安设角度为与铅垂线成15°。 帮部锚杆采用msgld-335/18x2000,螺纹段螺纹规格为m20。 共4根，间排距700x 1000mm,材质为全螺纹右旋等强锚杆。 顶板锚索采用“2-2-2”布置形式，一梁两孔，梁长2.4m, 孔距2. 0m,锚索梁排距1. 0mo锚索规格为skp17. 8-7/1860, 长度4100mm,材质为高强度低松弛预应力钢绞线，张拉力不 小于80120kno其他支护参数见图1在围岩破碎带，采用工字钢棚支护，极其破碎段补打单 体锚索。对掘进影响较大的地质异常，围岩松散破碎范围较 大时，可使用架棚锚索联合支护方式4结语截至2017年1月14 0,3103 t作面已经顺利开采完毕, 留巷长度超过500m,无煤柱连续开采成套技术取得阶段性成 功。在3#煤层3个采面进行了工业性试验和推广，全矿减少 了 3个掘进工作