深井高应力软岩巷道支护设计

工业技术　Ｃｈｉｎａ　ＳＣｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｖｉｅｗ　・　重ｌ　深井高应力软岩巷道支护设计　陈　文　（国投新集能源股份有限公司口孜东煤矿安徽阜阳２３６０００）　［摘要］针对口孜东矿深井高应力软岩巷道顶板支护困难的问题，采取如下方案：（１）加强端头支护及控制，保证端头顶板安全。（２）采用单体支柱配铰接顶　梁托棚支护对风巷和机巷进行超前支护－（３）使用锚链网联合支护方法对巷道围岩进行支护，并采用单体配合３／４圆木打带帽点柱、打托棚或架棚的方法对顶板移　近量较大区域进行支护。工业性实验表明：该支护方案的实施有效地维护了工作面巷道断面大小，确保了工作面进出料的畅通，保证了工作面的开采效率。　［关键词］深井　高应力中图分类号：ＴＫ２５　软岩巷道支护设计　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１５）１６－００１９—０１　１．工作面概况　口孜东矿ｌｌ１３０１工作面位于矿井一水平（－９６７ｍ）中央（１３－１）采区东翼，　３。巷道顶板支护方法设计　３．１工作面上、下端头顶板支护方法　是中央采区１３—１煤层第三个综采工作面。该工作面西起中央（１３－１）采区回风　上山，东至Ｄ１４勘探线，南临ｌ３一ｌ煤层工业广场保护煤柱线，北靠１１１３０３工作面　胶带机顺槽，工作面整体布置近东西走向。该工作面走向长度１６０４．２ｍ（风巷）～　１７８４．９ｍ（机巷），平均走向长度１６９４．６ｍ｝可采走向长度１５５８．１ｍ（风巷）～１５４０．　９ｍ（机巷），平均可采走向长１５４９．５ｍｌ切眼斜长１８５ｍ。ｌ１１３０１工作面可采面积　２７８ｌＪ４．０ｍ　，标高范围为－８４３．０ｍ～－９３８．０ｍ。　２．顶底板岩性　老顶：细砂岩，灰白色，成分以石英、长石为主，含次、暗色矿物，分选差，中　粒结构为主，泥质胶结，上直立裂隙发育，充填方解石脉，见少量植物化石碎片；　厚度０—４．６５ｍ，平均２．１４ｍ，岩层稳固性中等‘普氏硬度系数６．８～７．８。　直接顶：泥岩，灰色～深灰色，破碎，泥质结构，致密性脆，夹薄层炭质泥岩，　参差状断口ｌ厚度０～３．３９ｍ，平均１．２５ｍＩ普氏硬度系数３．６～４．１。　１３－１煤层的底板主要由泥岩及煤线组成，深灰～灰黑色，块状，泥质结构，　平坦状断口，在断面上见大量植物化石碎片Ｉ厚度０．８４～１０．０９ｍ，平均厚度５．　３５ｍ，普氏硬度系数４．５～５．６ｔ煤线灰黑色，粉末状，碎块状．富含泥质，厚度０．　２８～０．５５ｍ，平均０．３９ｍ，普氏硬度系数约为１．２。　由此可见，１１１３０１工作面顶板破碎．易偏帮冒顶，当工作面开采时，采动影　响将导致巷道大范围变形，片帮冒顶等矿压显现严重。因此须针对１１１３０１工作　面巷道顶板进行支护设计，以保证巷道断面大小，保证巷道的畅通。　工作面上、下端头的顶板主要靠液压支架控制，受该工作面两巷起伏变化　影响，工作面倾斜长度也随之发生变化，开采过程中将出现工作面变长或变短，　导致上、下端头液压支架在两巷中的位置不断发生变化，为此，开采过程中需认　真观察、测算，确定采取开帮或撤架及加架方法保证工作面正常推进。　（１）当工作面长度发生变化，端头架距离巷帮大于１．５ｍ时，在端头架外侧，　用单体配合３／４０２００ｍｍ圆木顺巷道走向打托棚加强支护。（２）端头架距巷帮　超过３ｍ或端头压力较大、顶帮变形严重时，则在端头架外侧沿走向每隔３～５ｍ　施工木垛来加强该处支护，两木垛之间打两排走向托棚或加架加强支护。Ｏ）端　头附近顶板破碎或压力较大时，需及时拉超前架　（４）随工作面推进，两巷端头　的单体、铰接梁要及时回收。工作面端头架外侧托棚要与工作面支架切顶线保　持平齐。（５）采煤机割透煤帮之前，回撤工作面煤壁侧单体及铰接梁时不得超前　２．０ｍ。（６）上下隅角的采空区顶板冒落不及时，局部悬顶时，先沿支架切顶线用　直径大于２００ｍｍ的木料支设一排切顶密集支柱或打一个木垛加强支护，然后将　顶板锚杆螺帽、锚索锁具卸掉，协助放顶　大范围悬顶时，必须停止回采作业，进　行强制放顶。强制放顶需另编专项安全技术措施。　３．２两巷超前支护设计　（１）机巷：其超前支护方式为单体支柱配铰接顶梁托棚支护。施工方法为：　先用３／４￣２００ｍｍ圆木或工字钢作棚梁（巷道宽度较大时，采用两根棚梁搭接　使用，搭接长度不少于２００ｍｍ）。单体作临时棚腿套临时棚，棚间距１．０ｍ，中间　排棚间距５００ｒａｍｔ套棚后再用半圆木架＃字型木垛将套棚之上圆弧顶接实ｌ然　后用单体配合ＨＤＪＡ－１０（Ｘ）￣接梁沿走向打三排托棚（如果转载机里帮一排托　棚压力大回铰接梁不安全可以不使用铰接梁）．最后撤除临时棚的临时腿。压力　较大时，转载机垂直传动部处上方顶板可采用工字钢梁迈步式支护。托棚位置　见附图５．超前支护长度不得不小于３５ｍ。　（２）风巷：选用３／４中２００ｍｍ圆木或工字钢作棚粱．棚间距１．０ｍ（净间距），　在木棚上面使用半圆木架＃字型木垛进行接顶（顶板漏矸时必须用笆片过顶）。　接顶后使巷道成为平顶断面．然后用单体配合ＨＤＪＡ－１０００￣接梁沿走向打四　排托棚，棚间距１．０ｍ，中间两排棚间距５００ｍｍ．其位置见附图５．超前支护长度　不得不小于５０ｍ。　若巷道压力较显现，上述支护方式不能满足支护要求，可采取在原有的支　护基础上二木梁之间再加一排（或两排）工字钢梁、采用一梁二柱加强支护。　３．３机巷和风巷顶板支护设计　图１工作面平面图　图２机巷超前支护断面　图３风巷超前支护断面　机巷及风巷全部跟顶掘进，设计为直墙半圆拱形断面，采用锚网索联合支　护，支护断面图如图４所示。开采过程中，当两巷锚网局部开裂或腐蚀漏煤矸时，　可采用直接补网处理ｔ当局部顶板移近量较大时，可采用单体配合３／４圆木打带　帽点柱、打托棚或架棚处理；当局部巷道帮顶变形严重，影响其中管路、胶带机、　轨道等设备使用时，需采取挑顶、开帮、卧底的办法进行处理　４．结论　（１）口孜东矿ｌ１　１３０ｌ工作面巷道顶板为高应力软岩巷道顶板，顶板破碎严　重，易偏帮冒顶，须加强巷道顶板支护，优化支护设计。（２）工作面上下端头顶板　采用液压支架进行顶板支护外，并采用圆木打托棚、木垛以及单体加铰接粱对　端头附近顶板加强支护，有效保证了端头附近顶板的安全。（３）工作面超前段　２０ｍ的支护方式除采用锚网索联合支护外，同时采用单体支柱配铰接顶梁托棚　加强支护，可有效控制巷道超前段的巷道变形，保证工作面进出料的畅通无阻。　（４）工作面风巷和机巷采用锚网索联合支护，同时采用单体配合３／４圆木打带帽　点柱、打托棚或架棚对局部顶板移近量大的区域进行处理，保证了工作面的安　全回采。　作者简介　陈文，男，２０１１年毕业于安徽理工大学采矿工程专业，现为口孜东矿综采一　队技术员。　图４风巷和机巷支护断面　科技博览｝　１９