王庄煤矿9107大断面全煤风巷支护方案优化研究

闫小军

(山西潞安环保能源开发股份有限公司 王庄煤矿,山西 长治 046031)

巷道支护是煤炭开采技术的一项重要内容,也是一项复杂的系统工程[1-2]。在煤矿地质条件多变的情况下,巷道的支护形式和支护参数也应随之发生变化,以适应矿井井下生产的需要,保障生产安全。如何采用较低的支护成本达到较好的支护效果,保证矿井安全生产,是井下巷道支护的终极目标[3-6]。本文以王庄煤矿9107工作面大断面全煤风巷为工程背景,利用数值模拟仿真方法对巷道合理支护参数进行讨论及确定,保证王庄煤矿9107工作面能够安全高效的回采。

1 工程背景

山西潞安环保能源开发股份有限公司王庄煤矿9107工作面所采煤层属3#煤层,煤层平均厚度为6.02 m,为全区稳定可开采煤层；煤层下部含有夹矸,最厚一层夹矸可达0.2 m,煤层赋存于二叠系山西组地层中下部,为陆相湖泊型沉积。9107风巷正巷设计长度3 124 m,车场设计长度108 m(短帮),回风通道设计长度58 m(短帮),巷道断面均为5.5 m×3.6 m矩形断面,且巷道沿煤层底板掘进。

2 大断面全煤巷道围岩控制机理

根据工程类比经验,大断面煤层巷道支护方式一般为顶板锚杆-锚索、巷道锚杆协同支护,顶板以整体载荷的方式作用在巷帮上,巷旁岩体在锚杆强力锚固作用下,也以整体的支撑体方式存在。巷道上覆岩层在低位锚杆和高位锚索预应力作用下,在中间区域形成压实区。由于支护密度的不同,在这个区域内会形成不同程度的预应力重叠区,重叠区应力的整体均匀性以及强度大小是决定围岩稳定性的关键,也是顶板载荷的主要承载和自稳结构。……