4202 工作面回采巷道支护优化方案研究

梁 飞

（太原煤炭气化（集团）有限责任公司，山西 太原 030006）

1 工程概况

龙泉煤矿4202 工作面所采煤层为4#煤，位于太原组顶部，埋深在600m 左右，煤厚5.75～7.03m，平均厚度6.47m。煤层形态较稳定，结构较复杂，含夹矸1～2层。煤层顶板岩层主要由砂质泥岩及砂岩组成，局部为中细粒砂岩，岩性较硬，属中—难冒落。煤层底板以砂质泥岩为主，层理较发育，稳定程度属稳定。巷道原支护设计采用的是锚网索支护。

2 回采巷道变形特征及机理分析

回采巷道在开掘的初期就出现了较为明显的冒顶、底鼓及帮部收敛问题，原设计支护方案不能保证巷道稳定。针对这一情况，构建了4202 工作面回采巷道地质力学模型，并结合现场勘探，对回采巷道变形特征及机理进行了深入分析。

2.1 地质条件分析

通过采取电镜扫描试验的方式显示回采巷道煤层表面可以看到片状伊蒙混层，其中包含微孔隙，底板可看到片状伊蒙混层和板状高岭石。通过x 射线衍射分析，回采巷道直接底板中含有的黏土矿物较高，具体为伊蒙混层矿物与蒙脱石。黏土矿物含量占到总矿物含量的90%以上。在所有粘土矿物当中，伊蒙混层含量占到95%以上[1]，这表明在煤层直接底膨胀性较强，遇水容易出现膨胀泥化现象，这也是导致巷道底板出现较大变形的主要原因之一。

2.2 顶板下沉量较大

通过现场勘查，回采巷道的顶板离层下沉严重，出现了明显的支护结构弯曲断裂。图1 为巷道在原有支护条件下，顶板变形破坏情况。可看出顶板中部下沉情况严重，垂直位移平均数值已经接近300mm，变形最大的位置已经接近400mm。……