大恒矿胶带巷巷道支护的设计与应用

郭 亮

（山西春成煤矿勘察设计有限公司，山西 太原 030010）

1 大恒矿概述

山西朔州平鲁区龙矿大恒煤业有限公司位于朔州市平鲁区陶村乡铁佐沟村和白土窑村一带，行政区划属平鲁区陶村乡管辖。井田面积为6.909 6 km2。批准开采4～11 号煤层，矿井设计生产能力为180万t/年，核定能力300 万t/年。

下组煤西翼胶带巷，巷道标高1 064.2～984.0 m，倾角0°～6°，平均倾角3°。胶带巷掘进过程中先后穿过8、9-1、9-2三层煤，之后沿9-2号煤层顶板施工，8 号煤层厚1.2 m，9-1号煤层厚6.50 m，9-2号煤层厚5.30 m。煤层直接顶为粉砂岩，浅灰、深灰色，粉砂粒状结构，薄层状，水平层理，富含炭化植物叶片化石，局部含黄铁矿结核呈团块状分布，参差状断口。抗压强度31.2 MPa，平均厚度2.45 m。煤层直接底为泥岩，灰色，泥质结构，薄层状，水平层理。含植物根茎叶类化石，局部岩心破碎，平坦状、次棱角状断口。岩石半坚硬。抗压强度14.8 MPa，平均厚度2.53 m。

2 9 号煤层矿山压力计算

9 号煤层西翼胶带巷埋深为190 m。由上文可知9-2煤层厚度平均为5.30 m，胶带巷沿9-2煤层顶板掘进，设计断面为矩形，宽w=4.5 m，高h=3 m，属于煤巷。9-2煤层的普氏系数fb取1.2，岩层的似内摩擦角θb=tan-1fb=50.2°。

1）巷道最大片帮深度c：

将数值代入公式计算得巷道最大片帮深度c=1.09 m。

2）巷道顶板不稳定岩层高度的计算按照自然平衡拱高度hg计算：

式中：hg为巷道顶板自然平衡拱高度，m；a 为巷道掘进宽度w 的一半，取2.25 m；fd为顶板普氏系数，取2.4。将数值代入公式计算得顶板自然平衡拱高度hg=1.39 m。

3）巷道顶部压力Qd：

式中：Qd为巷道顶部压力，kN/m；γd为顶板岩石容重，取26 kN/m3。将数值代入公式计算得巷道顶部压力Qd=161.14 kN/m。

4）巷帮侧向压力Qc：