小煤柱二次动压巷道变形机理分析与支护优化

李亚利

(山西省煤炭职业中等专业学校, 太原 030012)

矿井顶板灾害是威胁矿井生产安全的五大自然灾害之一,往往会带来重大的经济损失和人员伤亡。竹林山煤矿进入1400采区开采以来,随着煤矿高产高效机械化采煤方法的应用和开采深度的增加,在二次动压巷道作为回采面运输顺槽后,出现顶板下沉量大、两帮移近量达到2 m、顶帮锚杆锚索破断、钢筋托梁折断失效、煤帮破碎等问题,直接造成回采进度慢、采掘失调、设备故障率高、检修困难、锚杆锚索破断、易伤人等后果,给煤矿安全管理工作带来了很大困扰。本文在二次动压巷道原支护的基础上,客观分析了小煤柱二次动压巷道变形机理[1-5],从锚索补强时机、高强度支护材料、支护参数改进、特殊地段注浆加固等方面进行实践论证,总结出一套成功的小煤柱二次动压巷道支护方案,在很大程度上能够控制巷道变形量,减少矿井顶板灾害事故的发生,提高了煤矿生产效率。该方案目前已在本矿推广使用。

1 工作面概况

以1406运输顺槽为二次动压巷道试验地点,北部为1407回采工作面(正在回采),南部为1406准备工作面,西部为1400大巷,东部为伏岩煤业采空区,两工作面之间煤柱为24 m。1406运输顺槽煤层埋藏深度为313～390 m,沿3#煤层底板掘进,煤层厚度为4.0～5.5 m,伪顶为炭质泥岩,黑色,厚度0～0.9 m;直接顶为泥岩或砂质泥岩,厚度为7.92～8.46 m,平均8.12 m;底板为泥岩、粉砂质泥岩,厚度为6.47～8.55 m,平均7.80 m。

1406运输顺槽巷道全长1 300 m,矩形断面,宽5.5 m,高4.0 m,原支护采用锚杆支护锚索补强,顶部每排7根锚杆,间距850 mm,锚杆长度为2 400 mm,每2排打一排锚索,每排2根。……