煤矿井下顶板形变控制及支护技术研究

常 北

（山西晋煤集团晋圣三沟鑫都煤业有限公司，山西 沁水 048200）

山西晋煤集团晋圣三沟鑫都煤业有限公司位于沁水县城西南，井田内可采煤层为山西组的2 号煤层及太原组的15 号煤层，其中2 号煤层位于山西组中部，煤层平均厚度3.6 m，厚度变化较大，总体变化规律为由西向东逐渐变薄，其可采性指数为0.50，厚度变异系数为66.3%。可采区内煤层平均厚度为3.32 m，属中厚煤层，煤层稳定性程度属较稳定大部可采煤层，含多个夹矸层，结构相对简单。顶板主要为砂质泥岩、粉砂岩及砂岩，结构稳定性差，在顶板来压波动时下沉严重，偶有冒顶，给综采作业安全造成了严重的影响。

针对上述情况，最初采用了多重支护的方案，在顶板脆弱区域进行重点加强支护，但在实际应用过程中发现，多重支护的方案工作量大，效率极低，严重影响了综采作业效率。结合实际地质情况提出了一种新的多层次顶板变形控制和支护技术，以锚杆和锚索为支护核心，通过布局优化，在不增加支护结构的基础上顶板下沉量降低了72.4%，两帮移近量降低了76.1%。

1 巷道顶板变形原因分析

在对不同区域的变形因素分析并结合近年来顶板变形原因统计发现：一方面由于2 号煤层的顶板为砂质泥岩、粉砂岩及砂岩，结构稳定性差，在巷道掘进后会以较快的速度在自重的作用下下沉，同时由于紧邻井下富水区域，巷道顶板裂隙内富含水，在水的作用下顶板结构稳定性进一步被破坏，降低了整体强度；……