复合软岩顶板、松软煤层沿空掘巷理论探讨.docx

复合软岩顶板、松软煤层沿空掘巷理论探讨复合软岩顶板、松软煤层沿空掘巷理论探讨岱庄煤矿位于山东济宁煤田（东区）北部，其主采煤层为 3 上煤层，平均厚度 2.53m，其顶板岩性以粉沙岩为主，次为泥岩。矿井采用综合机械化一次采全高的采煤方法；在村庄非压煤区采用长壁工作面布置，在村庄压煤区采用短壁条采工作面布置。1 矿井煤层赋存地质条件矿井现开采二迭统山西组的 3 上层煤。3 上主煤层纯煤厚为 04.99m，矿井平均厚度为 2.03m，在可采范围内平均厚度达 2.53m；倾角 00120，平均50；该煤层黑色，棕黑色条痕，沥青弱玻璃光泽，细中条带状构造，层状结构，内外生裂隙均较发育，结构简单，一般含一层夹石，最多含四层，夹矸岩性以泥岩为主。2 岱庄矿巷道布置与围岩情况岱庄矿工作面顺槽沿煤层顶板布置。煤层顶板裂隙发育，节理多，为复合顶板。顶板以粉砂岩为主，次为泥岩、中砂岩和细砂岩，厚 0.25m30.59m，平均 4.07m，局部见泥岩或粉砂岩尾顶一层，厚 0.20 一 0.53m。抗压强度：粉砂岩 33.164.5MPa，中砂岩 60114. 9MPa，平均 79.6MPa；泥岩 44.855.5MPa，平均 50.2MPa，底板以粉砂岩为主，次为泥岩，厚 0.5415.46m，平均 2.88m，偶见泥岩底，0.220.50m，抗压强度 44.855.5MPa。顶板围岩的抗压强度比较低，属于不稳定岩层。3 1301 上帮面矿压观测资料分析1301 上帮面东侧与已回采结束的 1301 工作面相距 10m,西侧与隔有庄头支断层的 1305 工作面相邻。工作面支护方式：锚网索联合支护。顶部支护：采用18mm 无纵筋全螺纹钢树脂锚杆，长 2300mm，锚杆间排距 800800mm，每排锚杆为 5 根，每孔用药卷 CK2350 二块，金属网规格为3700 x 950mm，钢梯规格为 3700 x 60mm。两帮支护：18mm 无纵筋全螺纹钢树脂锚杆，长 1500mm，锚杆间排距10001200mm，每排锚杆为 2 根，每孔用药卷 CK2350 一块，金属网采用1500130mm，钢梯采用 150060mm。锚杆排列形式为矩形排列，金属网由4mm 的冷拔钢筋制作，网格为5050mm，网片搭接长度为 100mm，钢梯由12mm 圆钢焊接制作。锚索支护：锚索沿巷道掘进方向轴向单排布置，排距 3.7m，锚索采用由15.24mm 的低松驰预应力钢绞线截制而成，长 4.5m，每条锚索梁两条索，每孔装人树脂药卷 CK2350 三支。锚索梁用矿 10槽钢加工制作而成，长 2.0m，索孔间距 1.4m。轨道顺槽在掘进 400m 后和回采过程中压力大，顶帮变形较大，给生产造成较大影响。2001 年 89 月对 1301 上帮面进行了矿压观测，见表 1。3.1 周期来压步距由表中可以看出：轨道巷和皮带巷矿压显现规律基本一致，但是，由于轨道外侧是 1301 工作面已采区，而皮带巷外侧是实体煤，所以皮带巷的矿压显现远没有轨道巷明显，其顶板最大下沉速度仅为轨道巷的 1/31/2。且老顶断裂大多位于煤壁前方 48m 范围内，以 4m 范围为多，而轨道巷老顶初次断裂在812m,其余均在 8m 范围内。3.2 超前支撑力分布超前支承压力高峰区约在煤壁前方 812m，超前巷道围岩破坏区约在自煤壁向前方 8m 左右，应当重视加强该段巷道的超前支护。3.3 巷道固定点收敛变形分析轨道巷收敛变形数据自 9 月 3 日至 9 月 14 日测定看出：轨道巷两帮累计移近量达到 306mm，顶底移近量仅为 35mm。说明煤层挤出现象严重，应该加强两帮煤层的支护。工作面回采过程中的超前影响约在 7080m 范围内，顶板下沉速度显著增加的范围在工作面前方 2030m。皮带巷两帮累计移近量为 19mm，与轨道巷相比大为减少，说明实体煤的支撑作用导致皮带巷收敛变形减弱。