對(duì)煤礦井巷支護(hù)方式的探討

1、 對(duì)煤礦井巷支護(hù)方式的探討 以松木為主要材料的木支護(hù)方式至今在南方煤礦區(qū)仍占70%以上，絕大多數(shù)煤礦在回采工作面及煤巷掘進(jìn)中基本使用木支架。因此，如何解決巷道開(kāi)拓在煤層中，既要平安進(jìn)尺到指定位置，以提高煤炭資源回收率，又要千方百計(jì)降低百米巷道修理費(fèi)用，這樣，對(duì)支護(hù)方式的探討就具有其重要意義了。 本文對(duì)回采煤層頂區(qū)時(shí)，上風(fēng)巷下底梁支護(hù)和在中厚煤層或“雞窩”狀煤層等構(gòu)造帶中的掘進(jìn)支護(hù)方式作如下探討： 一、本文所述該礦煤系地層屬上三迭統(tǒng)焦坑組，系山麓積累相一沖積相與湖泊相，巖相變化簡(jiǎn)單 煤層位于焦坑組下段，該礦區(qū)共有17條較大的斷層。掘進(jìn)片盤回風(fēng)巷時(shí)，由于上分層回采面及順槽地段回柱質(zhì)量差或上分層留存

2、的孤立煤柱等都因?qū)Φ貞?yīng)力規(guī)律未把握,而造成風(fēng)巷、順槽、開(kāi)切眼等巷道施工中，飽受壓力破壞之苦；另一方面，回采面傾角變化大，其直接頂屬二類頂板，易冒落底板其基底不平，底豉頻繁；煤質(zhì)上松下硬依次為粉煤、互層煤粉塊煤、塊煤，煤層節(jié)理發(fā)育，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。這一切都給掘、采時(shí)的支護(hù)方式和噸煤成本的掌握帶來(lái)很大困難。 二、回風(fēng)巷掘進(jìn)中的下底梁支護(hù)工藝試驗(yàn) 1、試驗(yàn)理由。以頂區(qū)采面上風(fēng)巷為例。該礦上風(fēng)巷沿煤層跟頂板掘進(jìn)，采納直徑20公分的1.6米長(zhǎng)梁，2.2米棚腿的單體木支架支護(hù)。由于各種因素造成在地應(yīng)力集中區(qū)內(nèi)施工，即使沿空送巷，巷道也難以維護(hù)，經(jīng)常打完50米煤巷則要全面落軌道整改一次以上，折斷率達(dá)40-60%，

3、局部地段竟高達(dá)到80%。隨著回采面推動(dòng)，距上出口50米內(nèi)巷道急驟下沉，這給生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)很大的不便和威逼，于是筆者提出在上風(fēng)巷施工中采納下底梁支護(hù)試驗(yàn)。 2、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。(1)當(dāng)月的煤巷折柱率應(yīng)小于10%，做到少修護(hù)、少落道；(2)巷道斷面維持時(shí)間要能在三個(gè)月左右，上出口凈高不小于1.8米，凈寬不小于1.6米；(3)巷道單體支架下沉量要小于30公分。 3、理論依據(jù)。(1)礦壓的傳播機(jī)理：掘進(jìn)中的煤巷受上部采動(dòng)或爆破力影響，圍巖的應(yīng)力在施工區(qū)域內(nèi)重新分布，巷道上方巖柱下沉，分力轉(zhuǎn)移到巷道兩邦及底板上，使支架棚腿受側(cè)壓力及底板鼓力所形成的集中地應(yīng)力破壞。當(dāng)集中應(yīng)力超過(guò)圍巖極限及支架強(qiáng)度后，巷道變形，支

4、架下沉快。傳統(tǒng)礦壓理論認(rèn)為，支架下沉及折斷都由頂壓造成。而新礦壓理論則認(rèn)為：支架支護(hù)的關(guān)鍵重點(diǎn)不是頂板，而是底板的鼓起力。這一理論，筆者在該礦實(shí)踐觀測(cè)中得到證明。 支架受力分析： 上復(fù)巖層的重量分解作用于支架兩側(cè)壓力和地板鼓力，按計(jì)算公式： r0兩邦煤或巖石容重h1巷道高度h0巷道上方自然拱高度 c巖石內(nèi)摩擦角 計(jì)算表明：其橫軸方向上產(chǎn)生的抗壓強(qiáng)度大約3倍于縱軸方向上的抗彎強(qiáng)度，產(chǎn)生的底板拱起力與支柱底部截面大小成反比。故下底梁的支架其底部受力面積為不下底梁的35倍,使巷道壓力減小，整體支護(hù)勻稱、穩(wěn)定性好。該礦在新付井過(guò)流沙層施工中采納反拱法施工，取得了很好效果，但在上下風(fēng)巷與順槽搞反拱法則成本過(guò)高且因巷道斷面狹小而不易執(zhí)行，因此只有使用下底梁法。 (2)實(shí)例：+190N5上風(fēng)巷從1月11日開(kāi)頭下底梁試驗(yàn)，當(dāng)采煤工作面由北往南推動(dòng)70米時(shí)，煤巷掘進(jìn)隊(duì)將上風(fēng)巷移交給采一區(qū)驗(yàn)收，驗(yàn)收小組全都贊揚(yáng)此上風(fēng)巷為我礦歷年來(lái)支護(hù)最好的巷道，其平均凈高1.80米，寬1.7至1.8米左右。掘完109米時(shí)僅落道一次，平均降軌道20公分。當(dāng)掘完140米后全面落道一次，平均落道30公分,用去45個(gè)工日。巷