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L7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8m2。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期面，减少巷道底部回填工作量而采用的工字钢弓形底梁曲率不够，不能很好地抵抗巷道底部压力，底鼓问题在巷道掘进一段时间后仍然表现突出。而且在马蹄形支架肩部两侧，由于支架曲率不足，在煤层较薄、巷道压力大的情况下，矿山压力显现比其他部位明显，此处变形较大（图2）。
图2半马蹄形加弓形底梁支架变形示意（3）圆形巷道U型钢可缩性支架封闭支护。总结前面3段巷道支护的优缺点，宿驾窑煤矿加大安全投入，采用圆形巷道U型钢可缩性支架，掘进断面12.8m2，净断面10.29m2，下部回填铺轨后断面在9.5m2以上，预留一定可缩性面积，保证变形稳定后有效断面积不少于8m2。采用圆形巷道支护方式后取得了较好的支护效果，解决了巷道底鼓问题。但经过一段时间应用后，仍存在问题：巷道开掘后，在原岩应力作用下，巷道围岩产生的塑性变形和碎胀变形量仍大于圆形巷道U型钢可缩性支架的可缩量。所以，经过一段时间后，仍出现支架变形、歪旋、断面变小现象，矿山压力显现仍比较明显。2.3钻孔松帮卸压（1）施工工艺。滞后掘进工作面5m，采用ZQS-50/1.6SA型气动手持式钻机，配合69mm钻杆，向巷道周围施工钻孔。钻孔间排距均为250mm，孔深3m，采用“三花眼”方式布置（图3）。
图3卸压钻孔布置示意（2）钻孔松帮卸压原理。巷道开掘后，原岩应力重新分布，围岩自外向里依次出现塑性变形区（松动破坏区）、弹性变形区［1］，在围岩和支架组成的整个力学体系中，支架能够支撑的只是巷道矿山压力中很小一部分，主要作用是减少巷道围岩塑性变形区的扩展，而巷道围岩压力大部分由巷道围岩塑性变形区以里的弹性变形区来承载。因此，巷道支护只有有效阻止围岩塑性变形区向里发展，才能改善支架的受力状况，从而实现支护长期稳定［2］。卸压钻孔松帮卸压即是利用钻机所打钻孔为巷道围岩的塑性变形能及弹性变形能提供释放空间，从而缓解围岩对支架的压力，实现支护长期稳定有效。3应用效果宿驾窑煤矿下山掘进巷道采用圆形U型钢可缩性支架支护方式，配合气动手持式钻机钻孔松帮卸压，解决了该矿三软煤层巷道支架变形、底鼓、返修率高的问题，解放了大量用于维修的工时和人力。（1）减少了巷道返修工作量，提高了巷道掘进效率，施工及管理松帮卸压钻孔只需1～2人操作，大大提高了工效。（2）基本解决了该矿三软煤层巷道支护变形、底鼓严重、返修率高、掘进缓慢、安全无保障问题，为今后下山巷道支护及采煤工作面回采支护积累了成功经验，也为其他相似地质条件矿井的巷道支护及顶板控制提供了可借鉴的经验。（3）同样断面情况下，煤层巷道比底板岩石巷道每米节约投资近6000元（不计岩巷防治水费用），取得了良好的经济效益和社会效益。4结语宿驾窑煤矿采用比较法，在下山巷道采用多种支护形式进行实践，最后提出采用圆形巷道支护配合钻孔松帮卸压的办法，优化了支架受力情况，使支架周围受力均匀，钻孔松帮卸压释放围岩塑性、弹性变形能，增强了围岩主动承载矿山压力的能力，提高了巷道支护强度。参考文献：［1］杜青炎，张东宝．风煤钻松帮卸压在采掘工作面巷道中的应用［J］．煤炭技术，2009，28（4）：73-74．［2］刘友军，郭学锋．偃龙矿区三软煤层支护技术研究［J］．中州煤炭，2011（11）：15-16．（责任编辑：秦爱新）·07·2012年第8期中州煤炭总第200期
三软煤巷支护技术研究
２０１０年第ｌ期 （总第１３６期） 巾国高新技术企业 Ｃｈｉｎａ Ｈｉ－Ｔｅｃｈ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ Ｎ０．１．２０１０ （ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．１３６） 三软煤巷支护技术研究 吕磊，郭健卿，苏发强 （河南理工大学能源学院，河南焦作４５４００３） 摘要：我国煤矿软岩巷道支护问题是煤矿开采等地下工程维护中的一大技术难题，从对新义煤矿的现场观察来看，巷道 围岩应力较大，变形严重，顶梁压弯，棚腿倾斜，而巷道底鼓也尤为突出，因此支护难度很大。文章结合该矿具体地质条 件，通过对软岩巷道的变形破坏规律分析，提出了一些有效的支护技术方案，对现场巷道支护具有一定的指导意义： 关键词：软岩巷道；支护技术；三软煤巷；新义煤矿 中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２３７４（２０１０）０１一Ｏｌ６９—０２ 一、巷道基本地质条件 新义煤矿煤层顶板岩性：血接顶为泥岩、砂质泥岩，夹少量 碳质泥岩，厚度１．５２—４．９６ｍ，平均３．７ｌｍ；老顶为大占砂岩，厚度 ４．９７～１５．５４ｍ，平均８．９５ｍ：大占砂岩与二１煤之间，局部发育一 层泥岩或砂质泥岩，厚０～１ ３．２０ｍ，偶有炭质泥岩伪顶。底板岩 性：粉砂岩、泥岩，厚度４．６５—１４．０３ｍ，平均８．９５ｍ。在煤层与底板 砂岩之间有一层泥岩或砂质泥岩伪底：煤层，该工作而煤层厚 度变化较大，厚度０．７６～５．１０ｍ，平均２．７４ｍ。有自北西向南东增 厚趋势，煤层结构简单，局部含夹矸层： 二、三软煤巷变形破坏特征 为了得到受回采影响的三软煤巷的变形特点，在该矿首产 面的轨道顺槽和皮带顺槽分别进行巷道变形量的观测，并在顶 板安装顶板离层仪传感器和锚杆应力传感器，在左帮安装钻孑Ｌ 应力传感器。这样可以分别得到巷道围岩变形的相关数据。在 工作面顺槽共布置七个观测断面，现对轨道顺槽的某测点进行 分析。为了直观地将测点的位移及应力随时问、空间的变化趋 势反映山来，依据观测资料，分别对巷道变形毋、顶板离层仪传 感器、锚杆应力传感器和钻孑Ｌ应力传感器数据整理分析得到一 定的规律： １． 煤层巷道一般在非均质成层岩层［１ｌＩ掘进，巷道两帮 同岩一般是煤，其强度通常比较低，开巷后在二次应力的作用 下，同岩塑性破坏首先发生在强度最低的巷道两帮和应力集中 的角部，随着帮、角部位的塑性破坏，其它部位的塑性破坏也逐 渐发展。但最终仍以帮角部位的塑性破坏范围最大。 ２．巷道底鼓量最大，两帮收敛变形值次之，顶板下沉量最小。 ｝： ． 兰兰基兰孳｝～—— ６ ● ，６ｉ 图１Ｉ ｌＯｋＶ ａ、ｃ两相电流降为原来的一半＇ｂ相电流不变。实际断 线发生时，电流要小一些，会有一部分负荷被甩掉。 ｌ １０ｋＶ变电所发生高压侧断线，主变的１ ｌＯｋＶ问隙没有被 击穿时，可根据以上现象判断是否为断线。处理方法很简单，直 接将主变高压侧开关拉开，不准先合上主变ｌ ｌＯｋＶ中性点接地 刀闸。 主变的ｌ １０ｋＶ￣Ｐ性点大都装有放电问隙，放电问隙的选择 是：在一定的Ｘ０／Ｘ１值下，躲过单相接地暂态电压。放电问隙采 用棒—棒形式，击穿场强为３．８ｋＶ（有效值）／ｃｍ。放电间隙的距 离为Ｉ１—１３．５ｃｍＨ，－ｊ，通常取１２ｃｍ，击穿电压为３．８×ｌ２＝４５．６ｋＶ ｌ１０ｋＶ母线电压上限为１２１ ｋｖ，下限为１１０ｋＶ：一般ＸＯ／Ｘｌ≤３，当 ＸＯＰＡ１：３时，根据计算，中性点电压升高至额定相电压的６０％。 中性点最高电压不超过１２１／ｖ 一Ｘ ０．６＝４１．９ｋＶ，因此，发生单相 断线时，主变巾性点放电问隙是不会击穿的。 如果主变１ ｌＯｋＶｒ［１性点被击穿，零序阻抗装将变为一个有 限值，该值和正序阻抗相比，非常小，此时： Ｉ＂ＫＡＩ￣ Ｚ＋Ｉ＋ｚ么Ｚ。￣么。ＥＡ Ｉ“ｏ Ｚ —ｚｌｚ２＋Ｚｌｚ０＋Ｚ２Ｚ０ ＝一 ＝一 ＩＫＡ２￣４ Ｚ Ｑ —ｚｌ２＋２ＺＩＺ 如果要达到上级线路的零序保护整定最小值（３００Ａ），，… 至少要达到１００Ａ，即负荷电流在ＩＯＯＡ以上 如果小于１００Ａ．没 有哪套保护能可靠动作切除主变（问隙过流和间隙过压正常运 行方式是停用的），出现这种情况，对主变是极为不利的。通过 分析可知，此时高压侧Ｂ、Ｃ两相电流将增大，但小于、／了倍的 负荷电流，低压侧电流和高低两侧的三相电压比断线前稍小一 点： 综上所述，１１０ｋＶ变电所高压侧单相断线处理是很简单的， 主要是准确快速的判断出故障类型： 作者简介：胡亚曼（１９７７一），女，常州轻工职业技术学院助 理实验师，江苏省电工电子示范中心实验员，研究方向：电气自 动化技术。 一
三软煤层大跨度综采工作面切眼支护技术
２０１１年第１１期 中州煤炭 总第１９１期
三软煤层大跨度综采工作面切眼支护技术
王武军 （平煤股份五矿，河南平顶山４６７０９１）
摘要：平煤股份五矿己三采区三软煤层综采工作面切眼支护存在问题，该矿在综采工作面施工单切眼到扩切 眼安装期间选用了锚网索＋木中柱联合支护技术。该支护方式不仅提高了围岩体自身承载能力，强化了支 护体结构，且减少了巷道维修工作量，节约了大量支护材料费，减轻了工人劳动强度，加快了工程进度，提高 了单产水平，促进了“双高”矿井建设，经济效益和社会效益显著。 关键词：三软煤层；大跨度综采工作面；支护 中图分类号：ＴＤ３５５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３—０５０６（２０１１）１１—００５８—０３
平煤股份五矿己三采区位于矿井东翼，标高在
一２２５ ｍ水平以下，所开采的己组煤层厚度１．１～
４．８ ｍ，煤层倾角５。～１８。，单向抗压强度５．３９ ＭＰａ，
煤的坚固性系数ｆ＝０．４～０．６，属松软煤层。直接顶 为泥岩、砂质泥岩，单向抗压强度１６．８ ＭＰａ，围岩层
理、节理、裂隙发育，属松软顶板，底板为砂质泥岩，
遇水膨胀变软，单向抗压强度为１４．２ ＭＰａ。己三采 区己组煤属典型三软煤层（顶板软、底板软、围岩
软），巷道围岩为Ⅳ类，属不稳定围岩。围岩松散软
弱，承载能力差，遇水或吸湿后极易泥化、风化，造成 巷道顶板下沉、底板鼓起，两帮内移，严重破坏巷道
围岩的稳定性。随着矿井开采深度的不断加深，巷
道围岩所受的原岩应力逐渐增大，地压也随之增大，
围岩自身承载强度降低，极易引起巷道变形破坏。 传统的支护形式为被动支护，技术落后，无初撑力，
支撑强度低，支护费用高，支护效果差；施工后，巷道
变形严重，维修周期短，维护工作量大，影响综采工 作面正常安装，造成采面安装时间长，回采困难，生
产被动，无法满足巷道正常安全使用。 为彻底解决制约矿井三软煤层大跨度综采工作
面切眼支护难题，五矿自２００５年以来在三软煤层复
“三软”煤层综采工作面顶板管理技术探析
“三软”煤层综采工作面顶板管理技术探析
发布时间：2023-02-15T06:17:16.073Z 来源：《科技新时代》2022年9月18期 作者： 甄龙洋
[导读] 由于中国的煤层和地质条件的复杂演变，顶板事故是最常见的事故之一。
甄龙洋
徐矿集团哈密能源有限公司 新疆哈密 839000
摘要：由于中国的煤层和地质条件的复杂演变，顶板事故是最常见的事故之一。煤的 "三软 "的流变、膨胀和塑性特性影响着采煤的支持系统。屋顶事故的风险和严重性都会增加，因为屋顶和地板会因采矿作业而严重变形和损坏。因此，对于软顶接缝，有必要分析影响各
级顶棚的因素，并提出合理的管理措施，以避免事故发生。本文分析了软顶地雷爆炸事故的原因，回顾了软顶地雷爆炸管理技术，并提出
了软顶地雷爆炸管理措施。煤矿软三顶管理的技术措施。
关键词：三软；开发面；顶板管理方法引言：
三软煤层是指在采煤作业中，地表覆盖层、基岩和原矿床相对较软的煤层。"由于软煤层的结构复杂，在其形成过程中很容易出现断裂。此外，煤层的顶部和底部是软弱的岩石，导致顶部和煤层相互分离，导致各种事故，严重影响采矿过程的安全。
一、"三软 "煤层的顶板事故原因分析
三个软煤层的发展对支撑系统本身的弹性和变形能力有负面影响，容易降低其承重能力。如果在达到支撑系统的强度后，周围各层的压力继续增加，底部顶板就会变形和坍塌，煤层上方的顶板也会受到严重破坏，给掘进队带来很大困难，总的破坏程度会逐渐增加。同
时，煤湖的坍塌将直接导致生命和财产的损失，并最终导致重大经济损失。煤湖崩溃的主要原因是 "自然 "和 "人为 "灾害。"自然灾害" - 是
指由煤矿区的地质和地貌条件引起的自然灾害。环境和大气条件很容易影响 "三软 "煤砂的暴露，以及不同程度的煤墙和锚杆的效率，从而
导致煤墙开裂和淹没。这可能导致墙体坍塌和屋顶事故，在一定程度上降低了工作面的安全性。"人祸 "是指企业生产中部分员工不具备应
最新 基于三软煤层掘进中锚网支护技术的应用分析-精品
基于三软煤层掘进中锚网支护技术的应用分析
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 三软煤层掘进工作中应用支护技术的必要性
由于三软煤层岩层的支持力度特殊性，及不同岩石层面之间的各个结构和性质差异较大，在实际的巷道开采工作中仍缺乏能够普遍适应的三软煤层掘进工作支护技术。但同时在三软煤层掘进工作中采取有效的支护技术是必须的，同时还需要根据实际的煤矿开采工作情况，以及开采场地的地压特点，对支护技术的选择进行合理的选择和必要的勘测，才能够确保支护技术的有效性和煤矿开采工作的安全性。完成岩层结构和特性的勘测工作后，根据检测结果和数据合理选择巷道位置和断面技术，让巷道的煤矿采区工作处于长期稳定的安全状态。加强三软煤层的支护力度，能够有效确保原来的岩层结构处于稳定状态，才能较好地完成煤矿开采过程。
3 锚网支护技术在三软煤层中的基本应用原理
3.1 锚网支护有效加固三软煤层巷道的支撑强度
一般情况下，具有三软特征的煤矿煤层和顶底板大多都是软弱岩层，而三软煤层的发育情况一般是裂隙发育，内部结构较为复杂，采用锚网支护技能能够有效地提升锚固体的承重能力，尤其是对岩体内部的摩擦角度有了明显的提升，同时岩层内聚力的增大幅度较小，锚固部分的内部岩体的强度、支撑力以及承重能力都能够得到明显的提升和巩固。锚网支护可以让三软煤层掘进周围的岩体结构单一的或者对应的应力转化为三个方向的作用力，增强周围岩体结构的承重能力，优化巷道的防护状况。
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。
4.2 改进施工方案
施工至十字头位置时，根据煤层实际情况，首先对顶板打设煤层探眼，探明煤层上部岩层位置。然后确定主动支护方案确保顶板的安全性。经探明巷道顶板距离上部岩层位置为6.5m，考虑选足够长的锚索进行主动支护，保证药卷在岩体中锚注。但因煤体松散，在锚索施工时易出现堵孔和送药卷困难现象，同时为增加皮带下山的服务年限，可首先进行顶板注胶。
三软煤层巷道联合支护技术
２０１１年第５期 中州煤炭 总第１８５期
三软煤层巷道联合支护技术
郭中华 ，白少华 ，赵 辉 （１．河南红旗煤业股份有限公司，河南观义４５１２５０；２．河南理工大学能源学院，河南焦作４５４００３）
摘要：三软煤层巷道支护是长期制约煤矿高效生产的难题。随着红旗一矿煤层开采深度的增加，原有的工字 钢梯形棚支护方式已难以适应三软煤层和高地应力条件。在分析三软煤层巷道支护原理的基础上，提出了 锚网与工字钢棚联合支护技术。应用结果表明：锚网与工字钢棚支护方式提高了软岩巷道围岩强度和自承 能力，有效地提高了巷道围岩稳定性。 关键词：三软煤层；联合支护；锚网与工字钢棚 中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—０５０６（２０１１）０５—００６０—０３ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｔｈｒｅｅ－ｓｏｆｔ Ｃｏａｌ Ｓｅａｍ Ｒｏａｄｗａｙ Ｇｕｏ Ｚｈｏｎｇｈｕａ ，Ｂａｉ Ｓｈａｏｈｕａ ，Ｚｈａｏ Ｈｕｉ （１．Ｈｅｎａｎ Ｒｅｄ Ｆｌａｇ Ｃｏａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｏｎｇｙｉ ４５１２５０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ ４５４００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ ｏｆ ｒｏａｄｗａｙ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｉｎ ｔｈｒｅｅ－ｓｏｆｔ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｉｓ ａｎ ｑｕｅｓｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｈａｓ ｂｅｄｅｖｉｌｅｄ ｈｉｇｈ—ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｌｏｎｇ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｒａｄｕａｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｍｉｎｉｎｇ ｄｅｐｔｈ ｉｎ Ｈｏｎｇｑｉ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ，ｏｒｉｇｉｎａｌ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｆｏｒｍ ｏｆ Ｉ ｂｅａｍ ｓｈｅｄ ｃｏｕｌｄ ｈａｒｄｌｙ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｏｆｔ ｃｏａｌ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｒｏａｄｗａｙ Ｓ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ ｉｎ ｔｈｒｅｅ ｓｏｆｔ ｃｏａｌ ｓｅａｍ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｓｉｎｇ ａｎｃｈｏｒ ａｎｄ Ｉ ｂｅａｍ ｓｈｅｄ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｓｏｆｔ ｒｏｃｋ ｒｏａｄｗａｙ，ｓｅｌｆ－ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇ ｒｏｃｋ，ａｎｄ ｐｒｏ— ｖｉｄｅｄ ａ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｉｎｅ Ｓ ｓａｆｅｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｒｅｅ ｓｏｆｔ ｃｏａｌ ｓｅａｍ；ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ；ａｎｃｈｏｒ ａｎｄ Ｉ ｂｅａｍ ｓｈｅｄ 目前，红旗一矿开采的二。煤层为典型的三软 煤层，煤层巷道布置和维护相当困难，且随着矿井开 采深度增加，巷道位于高应力地层中，原有工字钢梯 形棚支护形式难以适应三软煤层和高地应力条件。 巷道顶梁容易弯曲，受侧压影响，工字钢梯形棚腿容 易向巷道内倾斜，且支护结构大量破坏，巷道虽经多 次返修，依然变形严重，影响工作面正常接替，威胁 矿井安全生产。因此，针对该矿遇到的问题，改革原 有支护方式，寻找更为科学的三软煤层支护方式，可 以减少煤巷维修，改善工作环境，提高煤炭采出率。 １ 三软煤层巷道支护原理 巷道在掘进及回采期间的支护状况主要受制于
三软煤层巷道支护技术
三软煤层巷道支护技术
屈朝;马振林
【摘 要】青海能源发展（集团）鱼卡公司煤矿2920运输巷设计长度2200m ，直墙半圆拱形断面，布置在煤7中，沿煤层顶板掘进，为三软煤层巷道，埋深300
m。为降低支护成本，巷道支护形式以锚网、锚索和锚带支护为主；在特殊地段，增加U 型钢支架、喷射混凝土和注浆加固等不同组合形式的联合支护，取得了预期效果。重点介绍了该三软煤层巷道正常情况、较大压力和变形大时3种情况下的支护方案及支护效果。%A designed length of No.2920 transportation
gateway in Yuqia Company’s Mine of Qinghai Energy Development
Group was 2200m.The mine gateway with a vertical sidewall and semi-circle arch cross section was placed in No.7 seam and was driven along the
roof of the seam.The mine gate-way was in a seam with a soft roof ,soft
coal and soft floor and was in a depth of 300m.In order to re-duce a
support cost ,the support mode of the mine gateway was mainly based on
bolt-steel mesh ,an-chor and bolt steel band.At some special section of the
gateway ,a combined support with a U type steel square
support ,shotcreting ,grouting reinforcement and other different
架棚支护技术在 “三软”煤层巷道施工中的应用
架棚支护技术在 “三软”煤层巷道施工中的应用
摘要：架棚支护是一种比较成熟的技术，在煤矿巷道掘进中尤其是过断层、岩层破碎等情况下有着广泛的应用，文章主要介绍了该项技术在“三软”煤层巷道的应用进行了介绍，并指出了注意事项。
关键词：架棚支护；三软煤层；应用
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。因此施工该类巷道时，宜采用U型棚支护，架棚支护为拱形断面，采用钢筋笆片腰帮背顶。我们以某煤矿施工的运顺为基础，提出了“三软”煤层施工中利用架棚支护技术实现安全、快速生产。丁集煤矿在施工某巷道中遇到“三软”煤层巷道，我们才生产中采取有效措施和技术，取得较好的安全和经济效益。
1掘进方式
该煤层巷道采用EBZ160综掘机掘进，皮带机、刮板机联合出货。巷道支护形式以锚梁网索支护为主，根据地质变化适时架29U型棚支护。多工序平行交叉作业，一次成巷、分台阶支护的施工方法。
2支护方式
2.1临时支护
架棚巷道采用前探金属支架作为临时支护。前探梁为3根长为L=4m矿用11#工字钢（斜巷中使用必须带防滑限位孔），并用Ф25mm以上圆钢挂钩固定在棚梁上，吊挂点位于巷道中线及中线两侧各0.8～1.2m；每根前探梁与永久支护的U型棚固定点不少于3道，均匀分布，前探梁与棚梁之间必须用木楔楔紧。
2.2迎脸防护
作业高度大于2.5m时必须进行迎脸防护。迎脸尼龙绳防护网采用Ф8mm的尼龙绳编制，网格为150×150mm的正方形，尼龙网必须阻燃、抗静电，绳网规格为长×宽=5.5×2.5m。或采用煤矿井下用聚酯纤维增强塑料网假顶(JDPET200*200ms，阻燃、抗静电)作为迎脸防护网，该塑料网长*宽=6.0*3.4m，网格100*100mm，抗拉强度≥100*100KN。迎脸防护范围高度为巷顶至煤岩面（或底板）以上1m，宽度为巷道全宽。
差异化支护技术在“三软”煤层巷道的应用
Ｓｅｒｉａｌ Ｎｏ．５３９ Ｍａｒｃｈ．２０１４ 现代矿业 Ｍ０ＤＥＲＮ ＭＩＮＩＮＧ 总第５３９期 ２０１４年３月第３期 差异化支护技术在“三软＂煤层巷道的应用 王爱龙 （霍州煤电集团吕临能化有限公司庞庞塔煤矿） 摘要某矿二 煤层为“三软”煤层，赋存极不稳定，煤层巷道沿底掘进时，采用单一的被动 支护方式难以控制巷道顶板离层及巷道变形，为此，提出煤巷差异化支护技术。详细阐述了差异化 支护技术的基本原理，并在该矿１２２０８下副巷进行了工业性试验，取得了较好的支护效果，值得在 “三软”煤层巷道中推广应用。 关键词“三软”煤层差异化支护ｕ型钢支护 某矿由于二 煤层为典型的“三软”煤层，且煤 层赋存极不稳定，煤层厚度变化较大，当矿井煤巷沿 底掘进遇到较厚煤层时，沿底掘进巷道全断面处于 二．煤层中。二 为高应力强流变煤层，受工作面支 承压力的作用，巷道顶板向巷道内鼓出，普通金属支 架难以起到较好的支护效果，且现有支架抗侧压能 力差，导致大量支架出现失稳、破坏。因此，针对二 煤层厚度的不同，在顶板岩层较完整且尽量满足工 作面回采要求的同时，改变回采巷道布置形式、优化 巷道断面形状，由沿底掘进改为沿顶掘进，为“三 软”煤巷支护难题提供了有效途径。 １巷道支护现状及存在问题 受“三软”不稳定煤层赋存条件影响，长期以来 该矿区煤巷一直以被动支护为主，近年随着矿井采 深不断加大，支护方式由最初的木棚支护、矿工钢棚 等刚性支架支护发展到ｕ型钢可缩性支架支护。 目前，ｕ型钢支护已成“三软”煤巷的主要支护手 段，ｕ型钢型号也由最初的２５Ｕ、２９Ｕ增大至３６Ｕ， 其中３６Ｕ型钢支架在深部“三软”煤巷使用比例已 接近１００％。虽然理论上Ｕ型钢支架具有承载能力 高、可缩性强等优点，但实际承载过程中受支架结构 形式、支架．围岩相互作用关系制约，ｕ型钢支架实 际承载能力仅为其理论承载能力的１／４～１／１０，甚 至更低。 “三软”煤巷支护设计大多依赖于工程类比，采 取的支护手段、支护参数、支护设计往往缺乏针对 性。当巷道出现大变形时，通常采用加大支护型钢 的型号或加大支护密度，但也很难控制动压影响过 王爱龙（１９６８～），男，工程师，０３３２００山西省吕梁市临县木瓜坪 乡。 １５６ 程中“三软”煤巷的强烈变形，大量煤巷陷人“前掘 后修”、“屡修屡坏”的恶性循环。 ２“三软”煤巷差异化支护 ２．１“三软”煤巷差异化支护原理 在工程实践中，一般条件下巷道掘出后，巷道顶 板岩层随即出现挠曲下沉，顶板岩层离层、破裂，导 致围岩自承载能力下降。通过锚杆、锚索等主动支 护方式支护顶板，形成组合梁、组合拱结构，发挥了 巷道围岩自承载能力，在保障巷道支护效果的同时， 既能够减小掘进迎头控顶难度，提高循环进尺，又能 够合理的降低被动支护强度和支护密度。 ２．２“三软”煤巷差异化支护技术的应用 该矿在１２２０８下副巷（如图１所示）进行差异 化支护工业试验。目前，在１２２０８下副巷共施工１７ 个试验段，并先后分区域实施了以下９套支护方案： ①ｌ ｍ棚距３６Ｕ型钢棚＋双层塑料网支护；②１ ＩＴＩ 棚距３６Ｕ型钢棚＋锚杆钢带支护；③６００ ｍｍ棚距 ３６Ｕ型钢棚十双层塑料网支护；④锚网支护（后套 １ ｍ棚距３６Ｕ钢棚）；⑤１ ｍ棚距３６Ｕ型钢棚＋成组 锚索支护；⑥１ ｍ棚距３６Ｕ型钢棚＋３花锚索支护； ⑦１ ｍ棚距２９Ｕ型钢棚＋３花锚索支护；⑧１ ｍ棚距 ２９Ｕ型钢梯形棚＋３４．３锚索支护；⑨１ ｍ棚距２９Ｕ 型钢平顶棚＋３花锚索支护。 （１）第一阶段：１２２０８下副巷差异化支护试验初 期。将３６Ｕ型钢支架棚距由６００ ｍｍ扩大至 １ ０００ ｍｍ，其他支护参数不变。从支护状况看，该 段巷道拱部椽子折断较多，个别地段出现网兜，巷道 支架总体变形量不大，能够满足巷道使用断面要求。 （２）第二阶段：大棚距单一ｕ型钢支护方式。
煤矿软岩巷道支护技术研究与实践
煤矿软岩巷道支护技术研究与实践
摘要文章通过对软岩巷道变形破坏的原因分析，软岩巷道支护存在的问题，软岩巷道支护技术的改进等三个方面对软岩巷道的支护进行了系统性分析，为煤矿软岩巷道技术工程人员提供参考。
关键词软岩巷道；支护；问题；改进
在煤矿开采的过程中，随着深度的不断增加，来自于上层的压力就越大，这样非常容易导致巷道变形，特别是当围岩的地质条件相对松软时，巷道的变形量就会相对加大，从而导致维修频繁，费用加大，这样不但严重制约了煤矿的正常生产，而且还非常容易出现重大安全事故。
1软岩巷道变形破坏的原因分析
在煤矿开采的过程中，随着开挖的深度不断加大，地质构造越来越复杂。这时，如果巷道围岩恰好位于软岩层，就会造成巷道长期不稳定，从而造成巷道的顶板出现不同程度的弯曲下沉，巷道的两壁向内挤压，底部上凸，有时还会出现锚杆拉断等现象，当巷道变形达到一定程度，还会出现软岩破碎、两壁开裂，断面缩小等严重状况，这样就会严重影响巷道的正常使用。通过十字基点法和矿压观测法对软岩巷道的各部分变形状况进行设点观察测量，并对观察测量的数据进行详细分析，从而得出了软岩巷道破坏的特点和根本原因有以下几点。
1.1软岩巷道建制初期变形速度较快，持续时间较长
数据表明，在掘进初期第一周内巷道变形速度相对较快，并且变形量也比较大。一周之后，巷道的变形速度开始变慢，但是仍然有明显的变形，这种状况大约持续到一个月作用才渐趋稳定。出现这种状况的主要原因是由于软岩巷道处于大埋深的状态下，软岩的承压状态出现改变造成的。如果软岩巷道的埋深较浅，所受到的应力就相对较小。
1.2顶板、底板、两壁的变形量不同
数据表明，软岩巷道掘进之后，巷道的顶板会出现下沉，底板会出现上凸，两壁会出现内移等现象，并且顶板、底板、两壁的变形量明显不同，顶板、底板变形的量明显大于两壁的变形量。在软岩巷道的各部分结构中，变形破坏最严重的地方就是巷道拱部，变形严重时甚至出现墙体开裂现象，在下壁肩窝部位，是破坏非常严重的部位。