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浅谈“三软”煤层偃龙矿区支护技术研究

作者：徐金光 段乐乐 徐义兵

来源：《中国科技博览》2013年第25期

[摘 要]随着科学技术的发展，在偃龙矿区嵩山煤矿“三软”煤层和岩层压力大、来压快的不利条件下，通过不断研究支护技术，最终解决了偃龙矿区煤巷和岩巷支护难的问题。 [关键词]偃龙矿区 “三软”煤层 支护技术

中图分类号：TE19 文献标识码：TE 文章编号：1009―914X（2013）25―0586―01 1.概况

嵩山煤矿主采煤层为二迭系山西组二l煤，煤厚0～11.82m、平均4.42m，煤厚不均，呈“鸡窝”状，煤层倾角9°～20°，平均15°，煤体比较松散，f值小于0.3，煤体几乎可以用手捏碎，煤层顶板以泥岩、砂质泥岩为主，细粒砂岩及粉砂岩次之；底板主要为泥岩、砂质泥岩，次为粉砂岩，属“三软”煤层。围岩具有松散破碎、单轴抗压强度低、受掘进或采动影响后围岩应力和变形剧烈变化的特点。围岩破碎区和塑性区较大、煤体易冒落、煤体强度较低，因而巷道变形速度快，变形量大，而且常常有强烈的底鼓现象，因此巷道支护成为难以解决的问题。 2.“三软”煤层巷道支护探索

为解决支护问题，我矿煤巷采用U36钢棚+U36点柱+塑编网+背木+荆芭支护，支架为可缩性支架，如图1所示。

图1 U型钢可缩性支架支护示意图

目前我矿采用U型钢进行支护时，巷道还需要多次返修，因此需要寻找一种较好的减小巷道压力的技术手段。为解决此种问题，经研究采用耦合泄压技术。钻孔卸压的机理是：通过对巷道两帮打设钻孔，可以引起巷道深部围岩（钻孔远端附近围岩）首先发生结构性破坏，从而形成一个弱化区和弱化带，引起巷道周边围岩内的高应力向深部转移，从而使巷道周边附近围岩处于低应力区，有利于巷道围岩的稳定。钻孔卸压利用钻孔方法消除或减缓应力集中区冲击危险的解危措施，当在高应力煤体内钻孔时，钻孔周围煤体在高应力作用下产生裂隙并发生破裂，在钻孔周围形成一个比钻孔直径大得多的破裂区，当这些破裂区互相连通后，在煤体内形成一条卸压带，使得应力峰值向煤体深部转移，起到卸压作用。经应用，有以下优点：①扩大围岩变形空间，让围岩的扩容流动变形向一维方向发展变为向二维方向发展，释放变形能，以减弱围岩对支护的荷载；②大直径钻孔形成人为破坏带，阻断顶板向巷道附近两帮围岩的垂直应力传递，使巷道两帮高应力集中区向煤体深处转移，从而是巷道附近两帮围岩处于泄压状态，减弱甚至消除巷帮松软煤层的流动变形和剪胀变形，改善支架的受力情况，提高支架稳定性。如图2所示。

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图2 煤巷松帮泄压示意图

为增强二1煤层的结构性能，防止煤巷掘进过程中发生冒顶，降低施工过程中产生的煤尘，改善工作环境在煤巷施工前，进行超前煤层注水。注水前煤层较松软，容易滑落，易造成掉顶。注水后煤层较湿，煤体凝结较坚固，煤尘降低，有效的防止了煤层滑落的发生。 3.开拓巷道支护探索 3.1巷道布置及层位选择

现开采煤层较软，顶底板均为炭质泥岩和砂质泥岩，地压大，煤层巷道维护困难。现有的开拓、准备及回采巷道均布置在离二1煤层约15m左右的太原群L7灰岩中 3.2支护方式

嵩山煤矿属于偃龙矿区三软煤层中，巷道支护困难，压力大，易底鼓片帮。现位于L7灰岩中岩巷掘进头采用锚网喷支护方式。位于软岩中岩巷掘进头采用锚网喷+U36钢棚支护。易片帮与底鼓巷道采用复合支护，采用锚网喷+U36钢棚+壁后注浆。经过以上岩巷支护方式，有效的控制巷道底鼓、片帮现象。 3.3底板加固措施

利用架柱式气动钻机对矿井“三软”地段进行垂直向下钻孔，并下入Φ108mm×1m套管，作为孔口管与注浆闷盖进行链接，分层式分段注浆，设计孔深5m～10m。通过分层底板注浆后，底板松软现象得到了改善与控制。这一新工艺的实施，使我矿主要巷道的底鼓现象得到了较好的改善， 4.结束语

实践证明，正是以上技术的应用，最终解决了偃龙矿区煤巷和岩巷支护难的问题，从而保障了我矿煤巷和岩巷支护的安全性，在偃龙矿区中，具有极大的推广作用。 参考文献

[1]孟宪锐，徐永勇，刘环宇.难采煤层的分类标准与定量化研究[J].煤炭学报，2000（4）：348-351.

[2]索杰.“三软”煤层煤巷掘进支护技术方案研究[J].煤炭技术 2007年 第10期.

[3]孙臣一，孔德顺，曾庆华.软岩巷道底板注浆技术研究[J].山东煤炭科技；2011年03期.

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作者简介

徐金光（1988—— ），男，河南永城人，助理工程师，2006年毕业于河南工程技术学校，现从事煤矿安全管理工作。