旧街矿近距离煤层采空区下工作面掘进巷道支护研究

郑海青　陈理强　李权

摘 要：旧街煤矿8、9煤层为近距离煤层，9101工作面位于上部8煤层工作面采空区下，煤层层间距仅为0.3～3 m，上煤层开采造成开采范围内的层间岩层（上煤层顶板，也是下煤层的顶板）变形破坏、裂隙发育，自稳性和完整性损失严重，下煤层工作面巷道顶板锚网支护无法起到应有作用，部分区域顶板甚至无法实施锚杆支护。该文根据近距离煤层9101工作面实际地质和开采条件，选取“架棚和帮部锚网”联合支护作为采空区下掘进巷道支护方式，并确定了支护参数，通过现场实施和优化，保证了掘进巷道的良好支护，巷道得以正常掘进。

关键词：近距离煤层 采空区下 掘进巷道 锚网支护 架棚支护

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（a）-0029-01

1 工作面基本概况

旧街煤矿9101工作面煤层标高为406～451m，地面标高为853～963m，埋深约为402～557m。工作面西部为东区轨道巷；东部为矿界，以东为坡头煤矿；南部为9102准备工作面；北部为矿界，以北为新景煤矿；上部为8煤层8101、8102工作面采空区；下部无开采。如图1所示。

9煤层煤厚度实测为3.2～3.5 m，平均3.35 m；接顶为0.3～5.5 m厚的灰黑色泥岩，直接顶上为8号煤采空区；煤层倾角在4～6°之间，平均倾角5°；煤层结构简单；煤层位于太原组上部，局部（主井附近）与8号煤层合并，为井田内稳定可采的中厚煤层。

2 采空区下掘进巷道支护影响因素分析

（1）巷道岩层的地质条件。

9101工作面埋深为402～557 m左右，属于中等埋深工作面；工作面上覆盖山厚度在400 m左右，因此工作面主要受重力作用，垂直应力大。

（2）巷道围岩物理力学性质。

巷道围岩的物理力学性质的强弱能够显示出围岩的抗变形能力，巷道围岩的物理力学性质越好，在外界的扰动下，其抗变形能力就越强。9101工作面接触顶板为泥岩，上部为8101、8102工作面采空区，顶板硬度较小，且破碎度大，且8、9煤层层间距近为0.3～3m，给顶板的支护带来了困难。

（3）由于9101工作面上部为8煤层工作面采空区，距离近，巷道掘进对顶板变形破坏的扰动影响较大，需要选取合理的支护方式。

（4）巷道的支护状况。

近距离煤层采空区下巷道支护中，由于顶板无法进行锚网索支护，因此，仅巷道采用锚网索支护无法保证整个围岩的稳定，需要选取更为安全合理的支护方式。

（5）采空区边界影响。

9101工作面上部为不完全保护的8煤层8101、8102工作面，9101工作面巷道掘进穿过8煤层采空区边界，采空区下和实体煤下掘进并存，因此需要根据不同的顶板特性进行支护方式的选取。

3 采空区下掘进巷道支护方式和参数选取

3.1 支护方式确定

近距离煤层采空区下9101工作面掘进巷道接触顶板为0.3～3 m厚泥岩，上部为8煤层工作面采空区，顶板自稳性和整体性低、破碎度高、裂隙发育，且部分区域顶板无法实施锚网索支护，但是只采用架棚支护，无法保障两帮的水平支护强度，因此选取“架棚和帮部锚网”联合支护方式。两帮选取锚杆网支护，可以提高两帮水平强度；巷道采用T型铁棚进行支护，可以提高巷道顶板垂直抗压能力，这样可以保障整个工作面巷道的稳定。

3.2 支护参数选取

（1）锚网支护参数

帮锚杆：Ф18×2000 mm圆钢锚杆，间排距为900×800 mm，每排4根，底角两根与水平成15°向下布置。金属网：顶板为4700×1200 mm，两帮为3000×1200 mm。钢带为：Ф10×1000 mm，竖向连接帮锚杆。

（2）架棚支护参数

木板：长×宽×高=1200×150×100 mm。铁棚：帮部，长×宽×高=2930×120×120 mm；顶板，长×宽×高=3800×120×120 mm；排距为800 mm。

铁棚支撑住巷道顶板，提供垂直方向支护，锚杆直接锚入帮部，提供水平方向支护，提高了围岩的整体支护强度，提高现场观察，工作面巷道未出现冒顶，且变形量很小，能够达到良好的支护效果。

4 结语

（1）近距离煤层采空区下9101工作面巷掘进巷道存在接触顶裂隙发育、自稳性和完整性差等特点，锚网索支护无法确定支护要求，并且部分区域顶板无法实施锚网索支护，需要选取合理有效的支护方式进行支护。

（2）根据采空区下掘进巷道顶板破碎、无法锚网索支护等特点，选取了“架棚和帮部锚网”联合支护方式。通过铁棚支撑住巷道顶板，提供垂直方向支护；锚杆锚入帮部，提供水平方向支护，进而提高了围岩的整体支护强度。选取了“架棚和帮部锚网”联合支护方式中锚杆、铁棚等的支护参数。

（3）通过现场观察，该支护方式下巷道无冒顶，且变形量很小，说明“架棚和帮部锚网”联合支护方式能够保证采空区下掘进巷道的稳定，得到了良好的支护效果。

（4）该文所采用的技术研究为该矿类似条件的采区开采提供了理论依据和借鉴，对类似条件下的煤层开采具有一定的借鉴作用。

参考文献

[1] 张百胜.极近距离煤层开采围岩控制理论及技术研究[D].太原：太原理工大学，2008.

[2] 董宇，谢文兵，荆升国，臧龙.近距离煤层采空区下回采巷道高强稳定型支护技术[J].煤炭科学技术，2013，41（2）：19-23.

[3] 蒋金泉，韩继胜，石永奎.巷道围岩结构稳定性与控制设计[M].北京：煤炭工业出版社，1999：206-221.endprint