轿子山煤矿M9煤极坚硬顶板裸巷支护技术改造

1、轿子山煤矿M9煤极坚硬顶板裸巷支护技术改造摘要:通过课题的研究，可以在保证矿井的安全生产的同时，实现科学支护，节约大量的支护成本；形成的极坚硬顶板支护技术成果，对同类地质条件下的矿井具有借鉴与推广作用，为矿方和永贵能源公司创造良好的社会效益。关键词:轿子山煤矿支护技术改造轿子山煤矿新井M9煤顶板属于极坚硬岩层，根据矿方提供的资料,普式系数达到13.6之高;实际生产中由于没有理论依据和支撑，巷道支护一直采用锚杆方式。工作面回采过程中几乎没有明显的顶板下沉及巷道变形，说明现有的支护富余较多，浪费严重。以9106工作面为例,回采巷道一排5根锚杆，间距0.8m;支护材料费约300元/米巷道支护时人工费

2、、运输费、锚固剂费用等相关费用约300元/米，仅该工作面巷道支护费用就高达95万;并且在实际操作中由于顶板过于坚硬，锚杆钻孔费时费力，工人劳动强度偏大。根据永贵能源开发有限责任公司煤巷锚网支护、锚网索支护（暂行）规定（永贵【2011】267号）之规定,轿子山煤矿煤巷推荐采用锚杆间排距800X800（规格18疋000）,锚索间排距1600疋400（规格6500）的支护方案。考虑到该规定为总体纲领性文件，没有针对新井M9煤极坚硬顶板情况进行专门分析，应当具体问题具体分析，进行支护技术的改革。结合临近矿井资料，对于此类极坚硬顶板采用低密度锚杆支护或者局部地段裸巷支护，效果较为理想，有一定的合理性。但

3、是都没有对巷道支护进行系统科学的研究，无法从理论上进行指导。针对新井M9煤极坚硬顶板支护方式不合理、浪费严重的问题，亟需对其进行支护方式改革的课题研究。通过实验室实验、数值计算、理论分析、现场监测等方法，研究相关技术，实现巷道裸巷支护；并依据煤矿安全规程第四十一条之规定在坚硬和稳定的煤岩层中，确定巷道不设支护时，必须制定安全措施”对M9煤裸巷支护制定技术安全措施,保证其安全性，最终实现技术改革。1研究内容针对轿子山煤矿新井M9煤极坚硬顶板支护改革问题，确定本项目研究内容如下。新井M9煤工作面极坚硬顶板力学参数测定。极坚硬顶板力学结构模型的建立，根据其特殊的矿压显现规律分析裸巷支护的可靠性。不同

4、支护方案和参数的数值模拟，计算巷道掘进和回采过程中巷道应力及围岩变形规律。依据煤矿安全规程第四一条规定，对M9煤裸巷支护制定技术安全措施，诸如破碎地段实施锚网支护、每隔50m安装数显报警式离层仪、安设木支柱作为信号柱等。现场监测获得巷道顶板离层、煤体应力分布等相关数据，进行支护改革后支护效果的评价。2研究路线调研基本地质条件，分析已有研究成果t实验室试验确定M9煤顶板的力学参数-理论研究，建立极坚硬顶板结构力学模型，分析裸巷支护的可靠性数值模拟,计算不同支护情况下巷道掘进和回采过程中应力及变形规律针对M9煤裸巷支护制定技术安全措施确定改革试验地段及观测地点、内容，现场监测分析顶板离层及煤体应力

5、分布规律分析实测数据，现场验证裸巷支护效果总结分析研究成果,提交研究报告，并将成果推广应用。3工作安排及经费预算3.1工作安排本项目从启动至完成报告，共需约8个月时间。共分为四个阶段课题立项与准备阶段、方案设计阶段、现场施工与监测阶段、分析总结与编制报告阶段。课题立项与准备阶段(2011.22011.3)。主要工作为：广泛调研,收集有关资料；提交轿子山煤矿新井M9煤极坚硬顶板裸巷支护改革”立项论证书，制定研究内容和技术路线。方案设计阶段(2011.32011.4)。主要工作为：实验室实验、理论分析、数值模拟三个部分。在山东科技大学实验室进行试验确定顶板力学参数；理论上建立力学模型，根据极坚硬顶

6、板情况下特殊的矿压显现规律分析裸巷支护的可靠性；运用数值计算软件分析合理的支护方式;并制定针对裸巷支护时安全技术保证措施。(3)现场施工与监测阶段(2011.42011.5)。主要工作为：顶板支护改革试验和现场监测。在工作面顺槽进行支护改革试验；安装观测设备、采集与整理数据，现场验证裸巷支护效果。开始监测前一个月由山东科技大学参与监测，后期监测工作由轿子山煤矿完成，数据分析由山东科技大学完成。分析总结与编制报告阶段(2011.52011.6)。主要工作为：课题总结、编制报告、课题推广与应用三部分。对课题前期的工作进行总结,编制轿子山煤矿新井M9煤极坚硬顶板裸巷支护改革”课题报告,形成相应的技术成果，并针对同类开采条件矿井进行推广应用。3.2经费预算项目预算主要包括顶板力学参数测试费用（10万）、理论分析费、数值模拟分析费、差旅费、劳务费、科研项目管理与税费（16%）等相关费用，总计25万元。参考文献孟宪臣，王