偃龙矿区三软煤层支护技术研究

三软煤层巷道掘进支护实践应用研究

三软煤层巷道掘进支护实践应用研究 发表时间：2019-08-15T10:33:40.443Z 来源：《防护工程》2019年10期作者：韩磊孙鹏飞 [导读] 近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。 陕西麟北煤业开发有限责任公司陕西宝鸡 721500 摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。“三软”煤层指煤矿开采中遇到的软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层，一般情况下，具有三软特征的煤矿煤层和顶底板均为软弱岩层。煤层裂隙发育，构造复杂。本文主要介绍如何控制三软煤层掘进过程中掉顶、帮鼓情况，确保了安全生产。 关键词：“三软”煤层；软弱岩层；掘进 引言 三软煤层围岩条件，以往采用一般锚网支护后，还需要要靠工字钢、U型钢等架棚进行扩修和加固才能达到使用要求，造成巷道掘进单进低，返修率高。本文对三软煤层围岩掘进支护现状进行了研究，提出改进支护方案， 1我国三软煤层掘进工作的现况 三软煤层是指在煤矿开采过程中，其巷道的顶板层、地板层及开采曾都是较为松软的煤层地质，这是一个比较复杂的结构，在实际开采工作中，煤矿巷道周围岩石的承重能力较弱，导致开采工作难度大大提高，对于煤矿开采技术水平的要求也随之而增加，领我国煤矿开采行业面临着重大的挑战和机遇。进在煤岩层中进行巷道挖掘和煤矿开采，容易导致巷道周围的岩层原始力平衡受到破坏，久而久之容易导致想到中出现岩石断裂或者坍塌的现象。煤层的经应力是由岩石的强度和其弹塑性的分布所决定的。而由于三软煤层的岩石强度比较低，进行巷道开挖工作后三软煤层的岩层结构又受到破坏，令巷道的二次应力受到更深的威胁，三软每层中的岩体容易发生塑性变形，煤层岩层的支持力度大大下降，无法满足巷道开采支撑要求，导致巷道中的应力集中，两旁的岩梁支撑点容易发生断裂现象，令煤矿工作人员的人身安全受到严重的威胁和伤害。 2锚支工艺改造 2.1顶板锚索支护优化 靖远煤电魏家地煤矿地质条件复杂，煤层、顶板、底板较软，属于典型的三软煤层围岩条件，煤层直接底板为灰黑色粉砂岩，具有清晰的水平层理，厚3.78m。顶板揭露后，局部地段自稳时间较短，一般在20~60min之间，局部地段不具有自稳能力，随着顶板的揭露很快发生冒落。（1）加大锚索直径。原Φ15.24mm钢绞线锚索改为Φ17.8mm钢绞线锚索。与Φ17.8mm锚索相比，原Φ15.24mm锚索破断强度小，对顶板的控制范围较小。Φ17.8mm的钢绞线锚索破断力350kN，与Φ15.24mm的钢绞线相比，对顶板的悬吊控制能力提高了35％。从三径匹配上讲，锚索加粗以后，孔、径差从11.76mm降到9.2mm，更加接近最合理的匹配，其锚固强度和锚固长度都大大增强。粗锚索以其更大的承载能力和对围岩的主动约束力，能够更充分地调动巷道深部围岩强度，提高围岩自身的承载能力，有利于促进巷道的稳定。（2）增加顶锚索密度。原两排布置改为3排，间距2.4m一对加密到1.6m一组（一组三根）。由于顶板为泥质胶结的粉砂岩，强度低，且裂隙发育，局部顶煤、顶板的塑性变形深度较大，顶板一旦失去控制，将发生大范围和大深度的冒顶。加密、加粗顶锚索，可通过锚索较高的预紧力，对顶板施加径向应力，促使更大范围的顶板从二向应力状态向三向应力状态转变，改善围岩的自承载能力，促进了巷道的稳定性。 2.2锚网支护有效确保巷道周围岩体的稳固性 一般地，三软煤层的巷道两旁岩体的支撑强度会比顶板岩层的硬度要低，因此成为了巷道周围岩体结构中最薄弱的部分，容易受到外界或人为的破坏而失去基本的防护能力。所以巷道两旁的变形对于顶部岩层的稳定性会造成一定的负面影响，当巷道顶部岩层失去了承重支撑力，顶板离层就会被损害，顶部的岩层的承重能力明显下降。所以，采用锚网支护技术能够有效确保巷道两旁岩体结构的稳固性，在掘进工作中把巷道两旁支护工作作为三软每层支护工作的重点，能够有效提高巷道两旁岩体结构的强度和支撑力度，有效控制巷道两旁的墙体破损情况，提高巷道的承重能力。 2.3底部塑性区底角锚杆支护工艺的改进 软岩巷道支护理论认为，在一般软岩巷道中，巷道底板是一个关键部位，是一个比较容易忽略的底部塑性区，也是导致巷道不能在短期内进入稳定状态的因素之一。通过在底部塑性区两底角打设底角锚杆，可以起到部分加固底部塑性区的作用，通过对底角的控制，达到对帮、底的控制，从而促进巷道稳定，实现控制顶、帮的目的。 3变形大时的预注浆加固效果 在压力很大、变形严重的区域，选择新型低成本注浆材料，对工作面前方巷道围岩进行超前预注浆加固。这种特殊的高纯度超细波特兰水泥，加入特殊的系列外加剂，搅拌后形成的浆液，能很好地渗入到各类微细裂隙、裂缝和孔隙中。该材料不析水、不收缩，流动时间可调，凝固时间2.5ｈ左右（20℃，水灰比1∶1时），比普通水泥浆快４倍多，主要用于岩土层的注浆加固，以快速提高岩土体自身强度和稳定性。巷道工作面注浆孔布置以拱肩部为主，拱顶部为辅，共布置18个（左侧8个，右侧7个，拱顶3个），封孔距离2～3.5ｍ，单孔注浆水泥消耗量60～600ｋｇ，水灰比控制在0.83，注浆后所形成的波特兰微颗粒水泥浆液加固圈深度约为5ｍ。未注浆前，巷道应力升高区围岩承受集中压力，影响到应力降低区，应力只能寻找巷道自由面进行扩散和解压，使得巷道严重变形；预注浆后，巷道围岩受力状况大为改善，应力升高区的集中应力往原始应力方向延伸，扩大了应力降低区范围，从而有效地控制了巷道变形。 4在三软煤层掘进巷道中应用锚网支护技术 4.1锚网支护技术在三软煤层掘进巷道顶板 在实际的煤矿开采工作中，三软煤层的巷道顶部顶板的强度与稳定性较弱，可以选用树脂全长锚固高强锚杆支护来巩固巷道顶板。高强锚杆全长锚在岩层的任意一个地方都可以进行固定，而且一旦发生变形，其变形幅度也比较小。当杆体对于周围岩体结构产生了较大的力时，能够有效阻止岩层出现离层的情况，所以巷道顶部岩层强度和硬度可得到有效的提高和增强，减少了巷道两旁的压力，避免两旁出

三软煤层综采工作面切眼支护技术研究

三软煤层综采工作面切眼支护技术研究 发表时间：2017-11-23T11:33:21.973Z 来源：《防护工程》2017年第18期作者：朱辉[导读] E3211外段工作面位于钱营孜煤矿东一采区南翼。 安徽恒源煤电股份有限公司钱营孜煤矿安徽宿州 234116 摘要：针对E3211外段工作面切眼“三软”煤层条件下掘进易冒顶片帮的难题，采用“临时支护+永久支护”联合支护技术，该支护技术的有效实施，对巷道围岩压力进行有效的控制,满足了综放工作面的安装需求。 关键词：三软煤层；切眼支护；综采工作面；联合支护 1.工程概况 E3211外段工作面位于钱营孜煤矿东一采区南翼。为满足E3211外段工作面回采时通风、行人、运输、设备摆放及管线铺设等需要，E3211外段进行贯通成切眼，切眼设计长度205.2m（平距）。 E3211外段工作面内煤厚在1.35～3.7m之间，平均煤厚2.44m，煤厚变异系数γ=20%，属中厚煤层。煤层结构较复杂，夹矸以泥岩和炭质泥岩为主，少数为含炭泥岩。顶底板岩性以泥岩为主，次为粉砂岩和细砂岩，因此E3211外段工作面属于三软煤层工作面。切眼掘进过程中易发生片帮冒顶事故，为了保证施工安全，矿方制定切眼支护设计方案。 2.切眼支护设计 为了保证切眼掘进施工质量，采用临时支护+永久支护进行支护，保证掘进工作安全高效的进行。 2.1临时支护工艺 （1）顶板临时支护 锚网梁支护期间，使用ZLJ-10型机载临时支护，选用一梁两柱作为备用临时支护。机载临时支护最前端距工作面距离不大于0.6m，正规循环进尺1.6m，最大空顶距2.1m。 顶板临时支护流程：掘进机退后至安全地点—落下截割头，按下截割闭锁—找净顶帮活矸危岩—机载临时支护供压，打开临时支护—顶梁架上的磁铁将钢带牢固吸实，升主架—对临时支护未覆盖区域顶板进行永久支护—支护临时支护框架覆盖区顶板。 （2）帮部临时支护 同一排顶板支护完成后，帮部刷挖或支护前，先挂帮部金属网，离底板距离不超过1.5m，上端连接在顶板金属网或肩窝锚杆上，下部连接在后一排帮部网上，挂好网后，方可进行帮部刷挖、支护等其他工作。 （3）端面临时支护 1）巷道上山掘进超过12°、迎头断面必须采取全断面防片帮措施。平巷或不超过12°上山的掘进巷道高度超过2.6m、迎头端面距巷道底板1.5m以上必须采取防片帮措施。 2）防护网的材料及规格 防护网采用直径不小于7mm的聚酯纤维网，网格规格100×100mm。若迎头防护网损坏不能正常使用时可以采用菱形金属编织网或高强度塑编网替代使用；防护网的形状及长、宽度视巷道形状、断面而定，总体要求是迎头防护网下部应到巷道底板处。 3）防护网的使用要求 巷道上山掘进不超过12°上山巷道高度超过2.6m时： ①上部选用直径6mm圆钢加工好的小型“S”钩，把防护网与顶部的金属网连接，间距500-800mm。下部固定点不少于3处，间距1600mm，距底板不大于1500mm。在永久支护的情况下，首先吊挂上部吊钩固定点，然后固定两帮； ②防护网两帮采用霸王桩固定，霸王桩长度不低于0.6m，以楔实为准； ③防护网与霸王桩的连接采用不低于14#双股铁丝，连接必须紧密、可靠； ④防护网要紧贴迎头岩（煤）面，每次使用时，要求防护网完好，严禁使用连续破损超过三个以上网格（菱形方格100×100mm）的防护网。 2.2 永久支护工艺 E3211外段切眼采用锚网梁索联合支护。 依据支护设计，导硐断面为宽×高＝4.5m×3m，顶部锚杆6根，锚杆间排距为800mm×800mm，矩形布置；帮部锚杆4根，间排距800×800mm。锚索间排距1600mm×1600mm,沿巷中布置，一排两根打在两根锚杆之间。 切眼刷大断面规格：宽×高＝2.8m×3m，顶部锚杆4根，锚杆间排距：800mm×800mm，矩形布置；帮部锚杆4根，间排距800×800mm。锚索间排距1600mm×1600mm。 其他具体材料规格如下：顶部锚杆采用φ22mm×2400mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆；老塘侧帮部采用φ20mm×2000mm右旋全螺纹锚杆，刷大侧帮部锚杆采用φ20mm×2000mm玻璃钢锚杆；锚杆托盘规格为B×L×H＝150mm×150mm×10mm；巷道顶部及老塘侧帮部采用菱型金属网，刷大侧帮部采用高强塑料网；锚固剂采用MSZ2370型树脂锚固剂；帮部采用KTM4型钢带，顶部采用KTM4型钢带；锚索为φ17.8mm×6.2m钢绞线；锚索托盘为正方形碟形托盘，规格为：B×H×L=250mm×250mm×14mm。 3.锚网梁索支护施工工艺 （1）打锚杆眼：打眼采用用规格为Φ28mm钻头，锚杆眼的位置要准确，眼位误差不得超过±100mm，眼向误差0～15°。锚杆眼深度必须与锚杆长度相匹配。打顶板眼时必须在临时支护的掩护下操作。打眼的顺序：必须按由外向里先顶后帮的顺序依次进行。 （2）安装顶板锚杆：挂好网，上好钢带梁，锚杆穿过托盘孔内，用锚杆顶住树脂锚固剂穿过钢带梁眼孔和网片，送至眼底，用专用转换套筒将锚杆螺母与锚杆机连接，开动锚杆机带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固剂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度，搅拌25～30s，并顶推91～180s方可拧紧螺帽。

论“三软”煤层回采工作面的初次放顶技术

论“三软”煤层回采工作面的初次放顶技术 摘要宁夏石嘴山矿区，共有可采煤层九层，总厚度15—40.8m，平均厚度29.6m，倾角18—25?，系分组明显的缓倾斜薄、中厚、特厚近距离煤层群。回采实践证明，石嘴山煤田各煤层顶板属Ⅰ、Ⅱ类顶板（旧的分类法）。而这其中，二、三层煤又属于顶板松软、地板松软、煤层松软的“三软”煤层。在这样的煤层区域内布置的回采工作面，其初次放顶曾多次发生过推跨工作面重大伤亡及非伤亡事故，是矿区安全生产上的一个技术难题。笔者根据自身工作经历，深感有必要就此问题做一探讨，以求得技术上的改进。 关键词三软煤层；回采；工作面；初次放顶 1 回采工作面初次放顶的问题 根据矿区“三软”煤层回采工作面的回采实践，其初次放顶事故，都是推跨型冒顶。以二层煤为例，在冒顶区，直接顶下位的松软煤岩层（包括K1夹矸，劣质煤与铝土岩互层）全部跨落，与煤壁齐；上位的砂质页岩（或砂岩）层，除个别情况受构造影响掉落岩块外，大面积顶板不动，保持双支梁稳定状态。这说明，推跨工作面的主要动力来自松软煤岩层。这样说，并不排除在特殊情况下，上位硬岩层局部垮落岩块对采场的冲击作用。但跨面的实质是：松软煤岩层—液压支架—金属顶网体系失去力学平衡。否则，就不会跨面[1]。 2 跨面机理分析 二层煤沿K1夹矸下开采时，在较稳定的砂质页岩（或砂岩）顶板下，留下了一层极其破碎的松软煤岩层（以下简称松软层），其厚度不足采高的1.5倍。此松软层在采空区跨度达到1.5m左右时就跨落；而上位的砂质页岩（或砂岩）顶板，一般跨度要达到10m以上才跨落。松软层顶板跨落后，即形成悬臂梁弯曲下沉，与上位处于双支梁稳定状态的砂质页岩（或砂岩）顶板离层。这种离层现象由老空侧向煤壁扩展，当离层扩展到煤壁附近时，松软层受到煤壁的剪切作用而产生切缝，有时甚至出现沟裂。此时，在采场内，松软层就摆脱了上位岩层和煤壁的制约，成为“自由”块体，并可能产生指向采空区的自重水平分力（见图1）；另一方面，采空区充填不实，不能产生抵抗顶板水平移动的力量，金属顶网在采场内联结成整体，夹于支架和松软层之间，松软层“自由”块体移动时，就带动支架上端移动，使支架变形。反之亦然。如不及时维护，就导致上述体系失去力学平衡。 如果回采工作面下部超前，上部落后，即顶板走上坡时，松软层“自由”块体指向采空区的自重分力将大大增加，加剧了推工作面的危险性。 如果在形成松软层“自由”块体之前，其下方已存在自由空间（如未刹顶的冒顶区、破坏顶分层的老巷）不言而喻，将产生向下的推跨型冒顶（见图2）。

锚杆支护技术在三软煤层中的应用

锚杆支护技术在三软煤层中的应用 【摘要】三软煤层指煤矿开采中遇到的软的顶板岩层、主采煤层和煤层底板岩层，煤层裂隙发育构造复杂，给掘进巷道及安全生产管理带来很大难度。本文通过工程实例介绍了三软煤层支护特点，并探讨了三软煤层巷道锚杆技术的有效应用。 【关键词】锚杆支护施工技术三软煤层 1 工程概况 蔚州矿业公司郑沟湾矿郑沟湾井位于河北省蔚县矿区，井田面积2.6平方公里，煤层厚度为1.6—2.6米，平均厚度2.1米。矿井开拓方式为混合式单水平开拓，采用混合式通风，采煤方法为走向长壁式全部跨落法。现矿井掘进支护推广使用锚杆支护。 2 三软煤层巷支护的特点 在“三软”煤层巷道的锚杆支护中，充分利用锚杆支护对锚固区内岩石的夹持和加筋作用有效的改善围岩体的力学性能，提高岩体的内聚力、内摩擦力和岩石的残余强度，同时利用支护过程中顶板、两帮、地板的变形相互联系、相互影响的作用机理，通过锚杆支护把一定范围的帮、顶岩石连接形成一种承载和抗变形结构，以达到控制巷道底臌，减少巷道围岩变形的目的。 3 锚杆支护选择 根据煤层回采工作面的巷道矿压观测结果，受采动影响时，工作面超前支撑压力影响范围为40米，压力值10.33MPa，支撑压力峰值在工作面前方15米左右，压力值14.99MPa，侧向支撑压力值距煤帮3～5米，两帮煤体挤压破坏值0.6～0.9米。 4 锚固方式的选择 顶板完整，压力不大时，采用端锚支护，设计锚固力≥60KN，杆体选用圆钢或螺纹钢。如果顶板较完整，压力较大，采用全长锚固支护。当顶板完整，稳定性好，巷道压力不大时，采用单体锚杆支护；如果顶板较完整，巷道压力较大时，采用桁架钢带锚杆联合支护。巷道帮锚杆采用树脂锚杆支护。 5 锚杆支护参数的选择 本掘进工作面掘宽2.8米，掘高2.5米；煤层伪顶为0.3～1.3米厚灰色页岩，直接顶为3.0～5.0米灰色细砂岩与粉砂岩互层，故顶锚杆支护主要起悬吊作用，计算侧压采用自然平衡拱法作为锚杆支护参数设计的理论模型。

界沟煤矿三软煤层综放开采

116 1　工作面概况 7222工作面为界沟矿井东翼采区72煤第一个回采面。其上方为7221工作面及第四系防水煤柱，其下方为7223设计工作面。左为采区上方保护煤柱，右为井田边界与采区边界界沟断层和界沟断层防水煤柱。煤层厚度3.5～7.0m，平均厚4.2m，倾角为4°～20°，平均10°。走向长1174～1245m，平均1209.5m；倾向长171.8～180.3m，平均176m。7222工作面采面标高在－415～－345m之间。工作面地面标高+26.8m；直接顶板为泥岩，厚度4～8m；直接底为泥岩，厚度1.0m。该工作面为单斜构造，163°～219°∠4°～20°，局部存在褶曲，小断层构造发育。根据三维勘探和上、下顺揭露有13条断层，将不同程度地影响工作面回采。 2　巷道布置及支护方案 工作面上顺为回风顺槽，巷道采用锚杆锚索联合支护（矩形断面），顶部锚杆布置6根φ22×2200m m 的全螺纹钢锚杆，加铁托盘，配合12＃ 长度为4100mm的槽钢梁，槽钢梁上方覆盖一层菱形金属网支护顶板，正常断面锚杆间排距为700×700mm；利用6根ф17.8×6400mm的锚索锚入直接顶，锚索间排距700mm。左帮采用规格φ22×2200mm的全螺纹刚锚杆配合180×105×8mm 的金属托盘支护。上覆3300×180×3m m 的钢带加塑钢网支护帮部；当顶板伪顶发育、遇断层时并岩性较差，采用工字钢棚配合以上支护方式支护巷道。巷道净宽4m，净高3.65m，净断面积 14.6m 2。 工作面下为运输顺槽，巷道采用锚杆锚索联合支护（矩形断面），顶部锚杆布置6根φ22×2200mm的全螺纹钢锚杆，加铁托盘，配合12＃长度为4000mm和长度为1200mm两种槽钢梁交替搭接使用，槽钢梁上方覆盖一层菱形金属网支护顶板，正常断面锚杆间排距为700×700mm；利用5根φ17.8×6400mm的锚索锚入直接顶，锚索间排距700mm。左帮采用规格ф22×2200mm的全螺纹钢锚杆配合180×105×8mm的金属托盘支护。上覆3300×180×3mm的钢带加塑钢网支护帮部；当顶板伪顶发育、遇断层时并岩性较差，采用工字钢棚配合以上支护方式支护巷道。巷道净宽4.6m，净高3.65m，净断面积16.79m 2。 3　回采工艺 采用走向长壁后退式采煤法，沿底板回采，全部垮落法处理采空区。 界沟煤矿“三软”煤层综放开采研究 王　朋　吴　涛 （淮北市濉溪县五沟镇界沟煤矿技术科，安徽 淮北 235000） 摘要： “三软”煤层综放开采时，围岩变形量大，在生产过程中，设备易出现上窜下滑，端面煤岩易出现片帮、冒顶现象。针对回采过程中出现的技术难题，从回采巷道布置与支护方式、回采工艺、煤岩活动规律、设备稳定性控制等方面进行分析研究，确保了“三软”煤层综放开采的高效生产。关键词： “三软”煤层；综放开采；巷道布置；回采工艺中图分类号： TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）28-0116-032012年第28期（总第235期）NO.28.2012 （CumulativetyNO.235）

“三软”不稳定煤层瓦斯综合治理技术

“三软”不稳定煤层瓦斯综合治理技术 项目编号：2005BA813B07 承担单位：郑州煤炭工业（集团）有限责任公司、中国矿业大学、中国矿业大学（北京）、河南理工大学、北京大学、北京龙软科技发展有限公司、河南省地质局地质十一队 一、矿井简介（集团概况） 河南省豫西产煤区是我国重要煤炭基地之一。豫西“三软”煤层主要是指河南西部地区普遍发育的二叠纪山西组二1煤层。郑州矿区所采煤层是典型豫西“三软”煤层，该区二1煤层含煤面积约1500平方公里，煤炭储量160亿吨。本区地质条件特殊，瓦斯含量高且情况复杂，是国内有严重煤与瓦斯突出危险的矿区之一。 二、瓦斯灾害历史及瓦斯地质条件 豫西产煤区地质条件特殊，滑动构造发育，全层构造煤，煤质松软易碎，呈粉末状，煤层硬度系数小于0.2，属极软煤层，煤层顶板为泥岩、炭质泥岩、页岩；煤层底板为泥岩及炭质泥岩，遇水膨胀，煤层致密、透气性差、瓦斯含量高且构造复杂，是国内有严重煤与瓦斯突出危险的矿区之一。 三、攻关取得的关键技术及装备 1.豫西“三软”不稳定突出煤层区域瓦斯地质规律及瓦斯地质图 2.豫西“三软”突出煤层灾害危险区地质预测及探测技术 3.“三软”突出煤层直接防突技术 4.“三软”突出危险煤层区域性消突技术 5.煤矿瓦斯防治信息化技术开发与应用

四、应用效果 通过产、学、研合作，引进先进适用技术进行二次开发和再攻关，初步形成了适合郑州矿区特殊地质条件的瓦斯防治专有技术，掌握了“三软”突出煤层掘进和回采防突、消突关键技术。有效增强了郑煤集团公司突出矿井防突能力和安全保障程度。开发研究和建立了“三软”突出煤层瓦斯地质预测方法、突出敏感指标临界值及测定方法、回采工作面直接消除突出危险性方法技术标准、瓦斯防治安全管理导航系统等，为大平矿、告成矿、超化矿三对突出矿井安全高效开采提供了有力的技术支持，安全技术经济效益显著。 建成了区域性的防突实验室，培养训练了一批防突专业技术人才队伍，提高了突出矿井各级领导干部和工程技术人员的防突技术素质，为集团公司全面开展矿井瓦斯综合防治与利用工作打下了良好基础。“豫西‘三软’不稳定突出煤层防突示范区”建设项目带动和促进了集团公司“先抽后采”示范工程和瓦斯抽采利用示范工程的全面实施。

三软煤层本煤层瓦斯抽放技术

收稿日期：2012－05－29作者简介：姚 威（1969—），男，河南西平人，工程师，硕士， 2012年毕业于河南理工大学，现从事矿山安全、矿井瓦斯治理工作。 三软煤层本煤层瓦斯抽放技术 姚 威1，2，任青山2，高万兴2，于 博 2 （1．平煤股份十三矿，河南襄城461700；2．河南理工大学，河南焦作454000） 摘要：为了解决三软煤层瓦斯治理问题，探讨了在三软厚煤层发育区域如何实现安全高效生产，对平煤股份十三矿13082工作面顺层钻孔瓦斯抽放技术进行了研究，认为合理的钻孔布置、科学的封孔工艺和材料是解决三软瓦斯问题的有效方法。 关键词：三软煤层；顺层长钻孔；封孔工艺；复合封孔材料中图分类号：TD712．621 文献标志码：B 文章编号：1003－0506（2012）08－0124－02 平煤股份十三矿是煤与瓦斯突出矿井，根据煤科院抚顺分院对该矿井田的煤与瓦斯突出危险性区 域划分，己三采区为突出危险采区，采区－614m 水 平位置原煤瓦斯含量为14.3m 3 /t ，压力2.86MPa 。随着采深的增加，煤层瓦斯含量和压力继续上升。 该采区13082工作面标高在－632 －667m 之间，位于突出危险区内。根据瓦斯地质理论，该工作面具有突出危险。因此，回采前的瓦斯抽放势在必行。己三采区煤体普遍为Ⅲ—Ⅴ类煤，煤体较软，透气性较差，埋深约800m ，矿压较大，合理的抽放设计和封孔工艺对该采区的瓦斯治理工作至关重要。为此，提出了本煤层顺层长钻孔瓦斯抽放技术，该技术的应用取得了良好的效果。 1本煤层顺层长钻孔瓦斯抽放原理 本煤层顺层长钻孔抽放瓦斯是在煤层开采之前或采掘的同时打顺层长钻孔，通过钻孔、利用煤层原始的裂隙和孔隙以及瓦斯压力进行抽放，以降低该煤层的瓦斯含量和瓦斯压力，并由此达到抑制煤层收缩变形、地应力下降、煤层透气性增加和煤的强度 提高等效果，从而确保开采过程中的安全生产［1-4］。该方法适用于本煤层瓦斯含量较大、通风方法难以 解决瓦斯问题的情况。具有钻孔煤壁暴露面积大、钻进效率高、成本低的优点。 2钻孔布置 13082工作面实体煤层厚约5m ，属于缓倾斜煤 层，煤体硬度较小，故选择本煤层顺层长钻孔布孔抽 放方法。本煤层抽放是指在掘进工作结束、工作面形成后在煤层中打抽放钻孔进行联管抽放的方法。 选择顺层平行孔，在13082胶带运输巷每1.5m 设计1个钻孔，孔径为89mm ，钻孔深100m ，在13082回风巷选择同样的布孔工艺进行抽放。 3封孔工艺 由于试验钻孔周围的煤岩体强度较低，存在大量的微裂隙，增加了钻孔密封的难度。目前，煤矿普遍采取的密封方法有水泥沙浆封孔和聚氨酯封孔。前者封孔后容易产生收缩，密封效果差；后者则往往因封孔长度达不到，达不到理想的密封效果，材料有一定毒性，且价格高，造成密封成本高。 十三矿曾普遍使用聚氨酯封孔袋进行封孔，这 种工艺虽然操作简单但是效果较差， 且价格较贵，封孔3d 后的单孔瓦斯浓度普遍下降到5%以下。此 次封孔选用新型复合钻孔密封剂PD 材料，密封抽放孔为近水平孔，封孔长度12m ，其中，PD 材料填充段为8m ，两端用聚氨酯封孔袋进行封堵，前后各3袋，利用注浆泵通过注浆管进行注浆，回浆管排出空气，注满后，关闭回浆管继续注浆一段，使浆液在保压情况下渗入微裂隙。 新型复合钻孔密封剂PD 材料具有缓慢膨胀的效果，在保压的情况下能够有效渗透到裂隙中去，达到强效密封作用；同时， PD 材料有较高的抗压效果，在矿压较大区域能有效抵抗矿压对钻孔密封效果的破坏。 4抽放效果 使用新型封孔材料和封孔工艺后，十三矿 · 421·2012年第8期中州煤炭总第200期

三软煤层大断面综采开切眼一次成巷支护技术研究

收稿日期：2012－10－21作者简介：熊 苡（1964－），女，湖南安乡人，硕士、副教授，现在中国石油大学（北京）从事能源、经济与管理教学 研究工作。 三软煤层大断面综采开切眼一次成巷支护技术研究 熊 苡1 ，崔 义2 ，徐 进 1 （1.中国石油大学（北京），北京102249； 2.中国华能集团公司煤炭部，北京100031） 摘 要：针对三软岩层中综采工作面切眼支架安装采用“边扩边安”安装方式存在的缺点， 研究了三软岩层综采开切眼大断面一次成巷技术，并根据矿井地质条件和支护理论，采用了锚索和锚杆支护方式，确定合理的切眼断面设计和支护方案，增加了巷道的整体稳定性。实现了综采工作面支架的顺利安装，达到了预期的效果。 关键词：三软岩层;大断面;联合支护;一次成巷 中图分类号：TD355+ .9文献标识码：B 文章编号：1671－0959（2013）01-0037-03对于三软煤层，长期以来综采工作面支架的安装方式，一直沿用“边扩边安” ［1］ 。这种支护方法缺点是：安装速 度慢、工期长；安装与扩帮工作相互交叉作业，安全性差；安装期间很多钢梁、木材得不到回收，加之开切眼需要进行二次扩翻，材料的消耗量过大 ［2］ 。为解决上述问题，文 章研究了三软煤层综采工作面开切眼一次成巷支护技术。 1矿井概况 铁北煤矿生产能力为300万t /a ，井田构造简单，为一 单斜构造，煤层走向N70? 75?E ，倾向SE ，倾角6? 10?。主要发育走向及斜交的正断层，多分布在井田的浅部。区内无火成岩侵入。该矿现主采煤层为伊敏组的Ⅱ层群，Ⅱ 层群共有7个可采煤层，即Ⅱ2a 、Ⅱ2b 、Ⅱ2c 、Ⅱ3a 、Ⅱ3b1、Ⅱ3b2、Ⅱ3c ，其中Ⅱ2a 、Ⅱ3b2煤层全区发育，为主采煤层，其余煤层为局部可采。铁北矿井目前的开采煤层为Ⅱ2a 煤层，煤层赋存较为稳定，煤层倾角为4? 7?，属于近水平煤层；由于Ⅱ2a 煤层赋存稳定，煤层属于特厚煤层，适合采用综合机械化放顶煤进行开采。 试验巷道为铁北矿新二采区右四片开切眼，该工作面走向长1680m ，工作面长165m ，煤层倾角4? 7?。开采煤层直接顶岩性为劣煤与泥岩互层，直接顶厚度为3.5 4.0m ；老顶岩性为砂质泥岩和泥质砂岩；煤层底板岩性为砂质泥岩，遇水容易膨胀，出现底臌，对巷道底板破坏较大。煤岩层的物理力学参数见表1。 表1 煤岩层的物理力学参数（平均值） 名称单向抗压强度/MPa 单向抗拉强度/MPa 弹性模量/GPa 泊松比凝聚力/MPa 内摩擦角/（?）强度公式 顶煤9.110.98 1.420.16 2.1437.4τ=2.14+σtg37.4?底煤13.81 1.10 1.880.17 2.1935.2τ=2.19+σtg35.2?顶板 5.99 1.56 1.03 0.23 1.43 35.5 τ=1.43+σtg35.5? 2一次成巷支护技术方案设计2.1 切眼断面设计 结合铁北矿井煤岩层赋存状况及切眼围岩的特殊岩性， 并根据综采工作面设备配套尺寸及设备安装要求，铁北矿新二采区右四片开切眼设计断面形状为三心拱形，断面尺寸为：净宽为7.5m ，净高为4.0m ，墙高为3m ，拱高为1m 。 2.2锚杆、锚索支护设计 根据我国煤矿采、准巷道围岩稳定性的划分情况，将 铁北矿新二采区右四片开切眼围岩稳定性的类别确定Ⅳ类，即为不稳定顶板。在考虑切眼支护安全稳定和材料成本的前提下，最终确定的支护方案为：采用主动联合支护方式，即锚杆+钢筋托架+网+锚索+W 钢带支护［5］ 。 2.2.1 锚杆、锚索长度 采用加固拱理论计算锚杆长度。 7 32013年第1期煤炭工程施工技术

三软煤层分层开采时的矿压规律研究

三软煤层分层开采时的矿压规律研究 发表时间：2018-11-14T20:07:16.977Z 来源：《基层建设》2018年第28期作者：龙岩张阳魏爱军 [导读] 摘要:工作面工作管理中,需要对矿压显现进行一定的分析,为顶板管理提供有用的信息,将能有效的提高综放工作面的管理。 河南能源新疆公司众维煤业新疆阿克苏 摘要:工作面工作管理中,需要对矿压显现进行一定的分析,为顶板管理提供有用的信息,将能有效的提高综放工作面的管理。本文主要针对三软煤层分层工作面的矿压规律问题进行讨论与分析,以便促进煤矿安全开采。 关键词:分层开采；矿压；研究 概况 河南能源新疆公司开采的12032工作面回采煤层为IV13下分层，煤层可采厚度2.2-2.8m，平均厚度为2.5m，平均倾角30°。工作面直接顶为岩性以粉砂岩、含炭粉砂岩为主，厚度为0.85～2.3m，平均厚度1.5m，直接顶上部为12031工作面采空区，已充分垮落；伪顶不发育；直接底板为粉砂岩，局部为细粒砂岩，成分以石英长石为主，钙质胶结，具小型交错层理，厚度为23.65-43.03m，平均厚度为 32.34m。由于该工作面是我公司第一个三软煤层分层开采工作面，要想安全和合理地进行采矿工作，就必须控制矿山压力，掌握矿山压力的特性和运动规律，下面我们就矿山压力的基本知识作以阐述。 1. 矿山压力概述 1.1矿山压力的定义 矿山压力指的是受自重作用影响，地下岩体形成一类用于维持平衡的原岩应力。在地下岩体处在静止状态情况下，该原岩应力便维持着平衡状态。伴随着煤矿开采生产的进行，地下岩体内应力原本平衡状态便会遭到破坏，进一步造成煤岩也遭受破坏，如此便会形成新型的应场力，此便是矿山压力。 1.2 矿山压力影响因素 1.2.1自然条件影响因素，煤层厚度越厚，煤壁前方支撑压力升高区煤层塑性遭受破坏之后，对应制成水平极大程度下降，煤压缩总量越高，顶板便会出现下沉，导致顶板稳定性越低，出现变形、破坏情况。可见，对工作面支护密度、强度以及稳定性提出了很高的要求。 1.2.2生产条件影响因素，结合相关资料显示，15.0%～45.0%区间的顶板总下沉量属于落煤期间引发的，采煤设备在割煤过程中急速扩大了暴露面，以至于设备靠近某部位时，该位置顶板下沉速度不断提升，而当设备通过这一位置时顶板下沉速度最快，通过后下沉速度逐步降低。 1.2.3工作面推进速度影响因素，伴随着工作面推进速度的升高，顶板下沉速度亦会加快，但是顶板绝对下沉量和顶板传递至支柱的压力降低，进而使得顶板变得越来越稳定。顶板下沉与时间长短存在一定关联性。随着控制顶板时间的缩短，矿山压力会加快移动，并且可以改善煤壁完整性及采场于悬臂下的免压区域。 2回采工作面矿山压力主要显现 2.1顶板下沉：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板的相对移近量。工作面空间上面顶板在其自重和上覆岩层重力的作用下，使顶板产生弯曲下沉及底板鼓起，由于在缓斜及倾斜工作面底板鼓起量比较小，因而常常忽略不计。 2.2顶板下沉速度：指单位时间内形成下沉的距离。 2.3支柱载荷：如柱冒变形，活柱下缩，激烈时可以看到支柱变形及折损，此外还有顶板破碎、局部冒顶、工作面切顶、煤壁片帮、支柱折损、支柱钻顶、支柱插入底板等一系列矿山压力显现现象。 3回采工作面围岩的受力特征 没有开果的煤层上所受压力为上部岩层的重量，称为原岩压力，工作面自开切眼向前推进，顶板悬露面积逐渐增大，当悬露面积达到一定程度时，直接顶岩层产生初次垮落，但老顶岩层仍然保持一定的完整性，可视老顶为一岩梁，并能将自身的重量及其上覆岩层的压力转嫁到采空区两侧的煤体上，使采空区两侧煤体的压力升高，大于原始应力；而采空区及回采工作面空间压力降低，小于原始应力；远离采空区的煤体压力等于原始应力，工作面不断地向前推进，直接顶岩层不断地垮落，采空区的范围不断地扩大，这时工作面上方没有垮落的老顶岩层产生弯曲、下沉，甚至折断，压在已经垮落的岩石之上，这时工作面上方没有垮落的老顶岩层的重量由工作面前方的煤体及工作面后方已经垮落的岩石来支撑。 4我单位12032工作面矿压观测内容 为加强我矿矿压监测工作，准确掌握井下矿压显现规律，适时有效监测我矿井下作业现场压力，确保巷道支护质量，保证安全生产，结合我矿实际现状系统简介如下： 每架安装一组压力表，生产过程中由早、中、夜班验收员记录压力情况，区队技术人员做出计算分析并每月上报生产技术科。每班由验收员抽查上下顺槽超前支护单体柱的柱压，上、下顺槽超前支护及端头支护分别抽查至少5根单体支柱。 12032工作面回采过程中进行矿压观测对众维煤业后续工作面的支护设计和顶板管理有重要意义。主要的观测内容有：工作面支架阻力观测；两巷以及支护质量动态观测。根据观测结果对工作面顶板活动规律、来压特征、工作面支架受力特点、超前支护压力影响范围和分布特点，顶板、煤层稳定性，工作面支护质量等进行定期分析，并进一步了解煤、岩体力学参数等基础数据。 5矿压观测说明 5.1在12032工作面上、下顺槽开口位置安装顶板离层仪；上、下顺槽每隔50m设置一个观测点，在两帮棚腿距离底板1.5m位置及棚梁中部使用白色喷漆及线绳分别标定工字钢棚腿及棚梁位置，定期观测数据进行分析。 5.2所在位置如下：12032上顺槽共安装两组顶板离层仪，12032下顺槽共安装一组顶板离层仪；12032上、下顺槽每隔50m处各设一组观测点。顶板离层仪主要监测两巷顶板离层的移近量情况，上下顺槽观测点主要监测两巷顶、帮的移近量情况。依据我矿顶板岩性设定顶板离层仪报警界限为50mm，距工作面100m内观测频度为每天1次，在此范围外，除非顶板离层有明显增长，顶板离层仪的观测频度为每周一次；上下顺槽顶、帮设定报警界限为100mm，观测频度为每周观测一次。 6众维煤业综采工作面周期来压分析主要依据 根据我矿12031工作面的推进速度及推进距离长度和上下巷超前情况。工作面顶板岩石硬度及岩石粘结性和工作面推进过程中的垮落

浅谈煤矿井下三软煤层十字头施工技术

浅谈煤矿井下三软煤层十字头施工技术 浅谈在煤矿井下三软煤层扩修和掘进过程中，通过改进十字头支护方案和施工工艺，较好的控制了煤层顶板，保证了施工安全，延长了巷道服务年限，突出该技术的安全性、优越性。 标签：三软煤层；十字头；支护方案；施工工艺；安全；优越 1 概述 三软煤层是指煤矿开采中遇到的：软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层。在该类煤层中施工时，顶、底板较难控制，普遍存在漏冒现象，特别十字头施工时，较之正常施工时跨度大，顶板更容易漏冒、垮落，出现冒顶事故。故在三软煤层十字头施工中，如何控制顶板是安全控制的关键。 2 工程概况 某煤矿建井较早，三软煤层，因采动影响，井下扩修和施工时，巷道顶板破碎严重，经常出现漏冒现象。现就一工作面十字头为例：该十字头属于在皮带下山一侧一工作面上巷的开口位置。在开口前必须先对皮带下山扩修，然后搭设十字头，确认安全后方可开口。皮带下山年久失修，支护形式为顶板锚网+12#工字钢棚支护，棚距600mm（中-中）。扩修采用顶板锚网+36U型钢棚支护，棚距600mm （中-中），锚杆间排距为800×800mm，十字头位置跨度为6m，设计采用锚网+36U 型钢抬棚+工字钢穿杆方式进行施工。 3 提出问题 十字头跨度较大，煤层松软，顶板破碎。施工时采用怎样的施工方案能确保施工的安全性，以及支护的牢靠性，同时减少修复率和延长巷道服务年限。 4 施工方案 4.1 传统施工方案 传统的方法采用从十字头位置开始时，小炮掘进，每平方米打设1根木点杆进行临时支护，并及时锚网支护，最后待十字头施工完毕后及时搭设两侧抬棚，背设穿杆。 该项施工方案，在三软煤层中，普遍使用的2m长锚杆经常出现锚注无效的现象，对顶板达不到有效的主动支护。而6m长的大跨度，巷道压力较大，临时支护木点杆极易出现劈裂现象，且每平方米1根的打设密度造成施工现场空间的局限性。

宿驾窑煤矿三软煤层巷道支护技术实践

收稿日期：2012－04－16 作者简介：闫天柱（1973—），男，吉林农安人，工程师，1997年毕业于黑龙江矿业学院，长期从事煤矿安全技术工作。 宿驾窑煤矿三软煤层巷道支护技术实践 闫天柱1，2 ，张 杰 2 （1．洛阳市煤炭矿山救护队，河南洛阳471000；2．洛阳市煤炭工业局，河南洛阳471000） 摘要：为了有效解决三软煤层巷道支护变形严重、巷道底鼓、返修率高等问题，宿驾窑煤矿采用比较法在下山巷道先后采用多种支护方式进行实践，提出了利用圆形巷道U 型钢可缩性支架配合钻孔松帮卸压的方法解决该矿三软煤层支护难题。实践表明，该方法应用效果良好，达到了预期目的。关键词：三软煤层；圆形巷道；U 型钢可缩性支架；钻孔松帮卸压中图分类号：TD353 文献标志码：B 文章编号：1003－0506（2012）08－0069－02 三软煤层巷道支护变形严重、返修率高等问题 一直困扰着河南偃龙煤田范围内的煤矿企业，多数矿井的大巷、下山，甚至采煤工作面回采巷道不得不布置在煤层底板L 7灰岩中。虽然巷道维护成本下降，但巷道掘进投资巨大，而且巷道距离底板含水层较近，防治水问题又成了矿井安全生产的重大隐患，防治水投资也使煤矿企业背负沉重的经济负担。因此，研究三软煤层巷道合理的支护方式，对煤矿企业搞好安全生产、提高经济效益意义重大。 1工程概况 宿驾窑煤矿井田位于偃龙煤田西部，距离龙门 石窟约10km ，主采二叠系山西组二1煤层，煤层倾角10? 25?，煤层厚0．79 10．76m ，平均厚4．51m ，结构简单，属较稳定型煤层。煤层埋深200 385m 。煤层坚固性系数f ＜1。煤层顶板多为泥岩、砂质泥岩，偶尔为炭质泥岩或细粒砂岩；直接底以细粒砂岩为主。煤层赋存状态属典型的三软煤层。宿驾窑煤矿属技术改造矿井，井底车场、大巷等 全部布置在岩性较好的煤层底板岩石中，胶带下山和轨道下山上段布置在煤层底板灰岩中，下段布置 在煤层中。下山巷道从上部车场开始，采用直墙半圆拱形， 在底板岩石中沿15?坡度向下掘进，上段150m 左右巷道处于煤层底板砂岩之中，岩性较好，硬度较大，巷道采用锚喷支护，基本无任何变形。进入煤层后，采用直墙半圆拱形U 型钢支护，巷道矿山压力显现明显，在掘进约30m 后，巷道变形严重，巷道底鼓，严重影响掘进工作的安全及工作效率，使技改工期大大延长，需及时进行返修作业。 2巷道支护技术 为了有效提高下山掘进工作效率，保证巷道的 有效断面，降低巷道返修率，宿驾窑煤矿先后进行了多次支护技术实践，找到了适合该矿三软煤层特殊地质条件煤巷支护的有效办法。2.1 掘进工作面概况 宿驾窑煤矿胶带下山、轨道下山掘进工作面设计长度420m ，煤层厚2.5 10.0m ，埋藏深度200 385m ，设计断面8m 2。 2.2U 型钢可缩性支架支护 （1）斜墙半圆拱形U 型钢支护。直墙半圆拱形 巷道下部直墙段U 型钢腿在受到巷道侧压作用下，腿部向巷道中间收缩变形严重。为了保证巷道有效断面，给U 型钢腿向巷道中间变形预留空间，宿驾窑煤矿尝试采用斜墙半圆拱形巷道支护方式，并采用再次增加巷道下宽的办法试图解决巷道变形及返修问题。经过观察，采用斜墙半圆拱形巷道支护方式一定程度上保证了巷道宽度，经过一段时间后，U 型钢支架在侧压作用下支架腿部变形严重，且巷道底鼓问题没有得到解决（图1） 。 图1不同支架变形示意 （2）半马蹄形U 型钢支架加工字钢弓形底梁支护。半马蹄形U 型钢支架较好地解决了巷道侧压造成支架下部变形的问题，但为了保证巷道有效断 · 96·2012年第8期中州煤炭总第200期

锚杆支护技术在“三软”煤层中的应用

锚杆支护技术在“三软”煤层中的应用 摘要:本文介绍了锚杆支护的原理和软岩的性质,分析了“三软”煤层巷道的支护特点,重点论述锚杆支护技术在“三软”煤层中的应用。 关键词:三软煤层锚杆支护应用 随着开采深度增加,给支护带来了困难。对于软岩和三软回采巷道支护,问题则更加突出。锚杆支护不仅在硬岩中应用,软岩层也可以使用。由于锚杆支护较U 型钢棚式支护具有明显加固围岩效果,在煤巷中得到越来越广泛的应用。当前我国在深井软岩层、构造带软岩层、第三纪软岩层中,广泛推广各种锚杆联合支护形式,维护巷道的稳定性。 1、锚杆支护原理 锚杆支护是由锚固在巷道四周钻孔内的系列杆体（木质体、金属件、钢筋混凝土件和聚合物件等）系统组成的,这些杆体配以支撑件和背板,靠它们的锚固力和向颜体稳定部分的悬吊作用,防止破碎岩石冒落。 (1)悬吊作用。锚杆能把巷道不稳定的直接顶板的岩层或可能冒落的岩层悬吊在冒落拱外的坚硬稳定的老顶岩层上。一般称为“钉钉子”和“串糖葫芦”。 (2)组合梁作用。在层状岩石的巷道顶板中锚杆打入围岩后,将薄弱岩层象“纳鞋底”一样铆合起来,成为一个整体,组成一个岩石板梁,从而提高了顶板岩层的强度和刚度,增加了抗弯性能,锚杆打多深,就等于砌了多厚的碹。 (3)挤压加固作用。锚杆打入围岩,将松散破碎的岩块穿连,挤压锚固在一起,可以平衡岩石内所产生的拉应力,阻止裂隙继续扩大,而且构成具有一定承载能力的挤压岩拱圈。 (4)加固拱作用。对于被纵横交错的弱面所切割的块状或破裂状围岩,如果及时用锚杆加固,就能提高岩体结构弱面的抗剪强度,在围岩周边一定厚度的范围内形成一个不仅能维持自身稳定,而且能防止其上部围岩松动和变形的加固拱,从而保持巷道的稳定。兰格通过光弹性试验,证实了加固拱的形成。在弹性体上安装具有预拉力的锚杆,一方面对围岩产生应力,增加岩体节理裂隙面的摩擦力,另一方面预张力将岩块夹持在一起,能防止岩块的相对转动滑移和裂隙的张开,保证了裂隙面间的挤压结合。因为在弹性体内便以锚杆的锚夹和拧紧部为顶点,形成算盘珠式分步的锥形体压缩带。如将锚杆以适当间距排距,使相邻锚杆的锥形体压缩带相重迭,便可形成连续压缩带,即岩石加固拱,它使巷道围岩由“载荷”变成了“承载结构”。 (5)围岩补强作用。巷道围岩深部的岩石处于三向受压状态。靠近巷道周边的岩石则处于二向受力状态,故易于破坏而丧失稳定,巷道周围安设锚杆后,有些岩石又部分地恢复了三向受力状态,增大了它本身的强度。另外,锚杆还可以增加岩层弱面的剪断阻力,使围岩不易破坏和失稳,这就是锚杆对围岩的补强作用。 (6)减小跨度作用。巷道顶板打了锚杆,相当于在该处打了点柱,减少了顶板跨度,从而增强了顶板岩石的稳定性。 以上几种作用原理不是孤立地显现的,实际上是共同作用,互相补充的。 2、软岩的特征 将一些松软、破碎、膨胀及风化的岩层称为松软岩层,简称为软岩,这类岩层具有松、软、胀的特征。软岩基本性质是:(1)岩体强度低。有软弱面,层面抗剪强度低。(2)水理性差。软化系统仅为0.2~0.5左右,浸入水中很快崩解,丧失承载能

三软煤层工作面快速改造技术

三软煤层工作面快速改造技术 本文论述了三软煤层工作面的快速改造技术。 标签：工作面采煤工艺液压变架 鹤济王屋山煤业有限公司位于济源市王屋镇燕庄村。矿井开采二1煤层，煤层倾角10°～25°，煤厚0.5-7.6m，平均煤厚3m。井田东西走向1.87km，倾向1.01km，面积约1.02km2。矿井地质储量306.5万吨，可采储量为185.9万吨，矿井设计生产能力0.15Mt/a，开拓方式为立井单水平下山开拓，采煤工艺为炮采工艺，全部跨落法管理顶板。 1 改造前工作面概况 1103工作面采用走向长壁布置炮采工艺，全部跨落法管理顶板。支护采用单体柱配2.4mπ型梁，上下顺槽均为2.4m×2.4m工字钢对棚支护，断面5.8m2。工作面走向长度为360m，倾斜长度90m，里段长度160m，煤厚0.5- 2.4m，平均为1.8m；外段200m煤厚1.8-7.6m，平均煤厚4.2m。工作面煤的普氏系数f=0.8，属于软煤，煤层倾角10°～25°，地质储量为14.26万吨，可采储量为12.12万吨。煤层直接顶和直接底均为泥岩，遇水膨胀易底鼓。 1103工作面于2013年7月8日开始回采，截止2014年4月底共推进150m，基本每两天（4小班）推1趟，日产量130吨，按28天生产，月产量3640吨，工效仅为2.16t/工。工作面不仅单产低，而且在生产过程中，因工作面局部坡度大，再加上顶板的岩层赋存不均匀性，老顶呈现不协调破断，工作面单体支柱工作阻力呈不均匀分布，出现工作面局部来压的情况，致使出现单体支柱严重插底现象，实测单体支柱的初撑力为3～4MPa，经二次补液后初撑力为6～8MPa，仍达不到规定标准。单体支柱配π型梁已不能满足安全生产需要，且属国家淘汰的采煤工艺，再加上后段煤层变厚，必须变更采煤工艺才能满足安全生产需要。 鉴于工作面实际开采条件和存在的问题，再加上矿井煤软，其特性有利于煤层及时冒落且具有可放性，以上条件适合用采煤机滚筒切割及放顶煤开采。 2 综放工艺配套设备选择 经论证决定将1103工作面直接改造为综采放顶煤开采工艺。 ①液压支架：ZF2400/16/24型69台，ZFG2800-17/ 28ZC型3台； ②采煤机：MG150/375-WD型；