關于單侯礦煤柱留設寬度探究和研究

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1、關于單侯礦煤柱留設寬度探究和研究摘要開灤（集團）蔚州礦業(yè)有限責任公司是我國大型煤炭企業(yè)，是國家“九五”重點建設項目。本文著重分析蔚州礦區(qū)單侯礦煤層靠采空區(qū)側礦壓顯現規(guī)律，介紹了留窄煤柱沿空巷道在巷道開挖前圍巖的破壞特點、留窄煤柱沿空掘巷巷道支護的主要對象、巷道支護類型和支護參數的選擇并就單侯礦6205N和6107S兩個綜采工作面的支護設計及施工方法，以及使用窄煤柱護巷的效果進行研究和分析。關鍵詞沿空掘巷留窄煤柱中圖分類號：P61&11眾所周知，錨桿支護方式的技術優(yōu)勢在于：能夠及時主動地對頂板進行支護，并同時提供預緊力，防止頂板離層，保持和提高圍巖的抗載能力。對于留窄煤柱沿采空

2、區(qū)掘進的巷道而言，由于巷道鄰近采空區(qū)，頂板在巷道開挖前就已經出現離層甚至斷裂。因此在對此類巷道進行錨桿支護設計時，要根據巷道頂板的破壞情況及所留煤柱的承載能力，合理地選擇錨桿支護類型及支護參數。該礦現在所留設的煤柱寬度為10m,前期也做過窄煤柱的嘗試，效果并不理想，下面就窄煤柱的合理性進行分析，并找出該礦應用失敗的原因。1留窄煤柱沿空掘巷支護的對象1.1巷道開挖前礦壓顯現規(guī)律分析根據沿煤層傾斜方向的礦壓顯現規(guī)律可知，受工作面回采的影響，煤體內存在三個不同的應力分布區(qū)：靠近采空區(qū)的卸載區(qū)、支承壓力顯現區(qū)及煤體深部的原巖應力區(qū)。在支承壓力形成初期，卸載區(qū)的范圍一般為3?6m。但隨

3、著時間的增長應力分布會逐漸地趨向緩和與均化，支承壓力的峰值逐漸降低，影響范圍也逐漸加長，并最終形成長期穩(wěn)定的殘余支承壓力。此時卸載區(qū)的影響范圍接近10m。留窄煤柱沿空掘巷的目的就是要將巷道布置在卸載區(qū)內，以利于巷道的支護。1.2卸載區(qū)內的煤巖狀況分析由于該處煤體直接與回采工作面相鄰，工作面在回采期間，煤體邊緣受高應力的作用出現不同程度的變形、破碎，致使該區(qū)域內的煤體承載能力降低，形成壓力卸載區(qū)；同時,回采工作面頂板的冒落將造成卸載區(qū)內的頂板出現離層、斷裂，離層、斷裂后的巖體承載能力大大降低。其上方巖體所產生的壓力將向煤體深部轉移，形成支承壓力顯現區(qū)。1.3巷道支護的對象通過上

4、述分析可知，留窄煤柱沿空巷道要將巷道布置在煤體的卸載區(qū)內。當巷道開挖后，為防止已斷裂頂板失穩(wěn)，需要對其進行及時支護。因此，留窄煤柱沿空掘進的巷道支護的對象就是卸載區(qū)內的破裂頂板。對巷道進行錨桿支護設計時，可依據懸吊理論視斷裂巖體的厚度確定錨桿支護類型，可采用錨帶網支護、錨帶網索聯合支護及錨桿、架棚聯合支護等類型。2單侯礦沿空掘巷留窄煤柱寬度選取2.1單侯礦六煤層6105NX作面地質概況單侯礦井2003年11月開始籌備，2009年3月9日正式投入生產。本工作面位于首采區(qū)北翼6煤層中部工作面，工作面標高：+640?+740m。東為西莊村保護煤柱；西為6103N綜采工作面，正在回采

5、；南為東翼皮帶大巷；北為單侯礦井田邊界。上、下煤層無采掘活動。煤層厚度3.05-3.3m；煤層傾角0-15°o6105NT作面以半暗淡型塊煤為主。2.2巷道靠采空區(qū)側所留煤柱的確定為使沿傾斜支承壓力峰值落在實體煤內部，巷道布置在應力降低區(qū)，因此煤柱一般采用窄煤柱。在實際工程中，為簡化計算大都參照以下公式來確定煤柱的寬度。2.3巷道支護參數及支護效果3結束語鑒于單侯礦6205N工作面窄煤柱護巷的經驗總結，以及6107S回風巷沿空留設窄煤柱護巷成功案例，我們對窄煤柱護巷的技術應用使用提出了新的要求和補充，第一：要合理布置工作面，做好規(guī)劃銜接，對于窄煤柱保護的巷道盡可能的錯開采掘交

6、鋒；第二：新開掘的巷道要在充分跨落的采空區(qū)旁進行，例如6109S回采結束到6107S回風巷開掘間隔了18個月，否則極易可能由于老頂滯后垮落，引起窄煤柱過載失穩(wěn)；第三：在窄煤柱護巷的巷道掘進施工過程中一定要保證錨桿支護的強度，間排距合理布置，才能起到最好的支護效果。要避免僅憑經驗盲目施工，造成巷道支護過于復雜、成本過高，不能充分體現錨桿支護的優(yōu)越性，或由于支護設計的不合理，出現惡性頂板事故。