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关于联合开采一3、二1 煤 主要巷道的支护和层位选择 2007年6月22日 一、矿井所采煤层 磴槽煤矿现开采太原组的一3煤层和山西组的二1煤层，其中：一3煤层作为解放层开采，二1煤层为被解放层开采。二1煤层底板至一3煤层顶板法线距离约50m。 二、两煤层间岩性 两层煤之间主要岩石为细砂岩、石灰岩、泥岩以及煤层，其中砂岩占37%，石灰岩占31%，泥岩占26%，煤占3%，其它岩层占3%。在石灰岩石中，7层灰岩厚度平均7.5m，其顶板距二1煤层底板约13m。距一3煤层顶板距离约29.5m。 三、主要巷道现状 1、主要巷道所处岩层层位 现生产水平为±0m水平，该水平设立主要运输大巷（既十平巷）、井下变电所、泵房以及提煤、排矸储装运系统等。±0m水平以上主要巷道因资源基本开采完毕而服务年限较少不再叙述。±0m水平以下有正在延深的两翼采区下山、中部车场以及十一平巷、十二平巷（兼作瓦斯抽放巷）等。上述巷道均位于7层灰岩中。 2、主要巷道现状 目前，十平巷两翼走向2000余米已施工完成，同时壁后注浆大部分完成。 东西两翼轨道下山、运输下山分别施工300余米和近200 米，东翼采区-52m水平抽放巷（十一平巷）已施工140余米，-125m水平（十二平巷）甩车场也已开始施工。西翼采区-75m水平抽放巷正在施工。 纵观已施工巷道，一部分巷道维持原有断面，而另一部分巷道则断面变形、支护材料破坏、危矸悬挂、断面缩小，底鼓严重等。究其原因，完全可以认定是动压所致。 四、动压破坏上部巷道的机理 1、巷道掘进和锚网喷支护 （1）、松动圈的产生 众所周知，围岩在自然状态下，围岩之间的作用力与反作用力相互抵消，围岩处于稳定状态。当巷道掘进时，必然要形成自由面（也称为弱面），此时，围岩间的相互作用力就不能抵消，其作用力总是大于反作用力，围岩就会产生位移甚至于脱落，处于非稳定状态。在掘进过程中，打眼放炮必不可少，特别是放炮时，火药在起爆时，舜间能量释放更是使围岩的相互作用力遭到破坏，距起爆点较近的岩石被破坏、抛出，较远的岩石则产生位移并形成裂隙。但围岩应力很快重新分布并达到相对平衡，又一次使围岩趋于相对稳定状态并形成拱状断面，此时，起爆点周围就产生了松动圈。 （2）、松动圈的大小， 松动圈的大小（也称为松动半径）主要取决于围岩性质、抗压抗拉强度、炮眼参数（角度、密度、长度以及封孔质量）、炸药质量以及装药量的多少等。一般的岩石巷道，其松动圈半径正常情况下在0.5~3.5m之间（从巷道毛断面壁算起）。 （3）、松动圈的特征 松动圈的特征是：在巷道周围形成并类似于巷道断面的一个不规则网状形态，围岩网状形态内有裂隙。其方向不一，有的呈放射状、有的沿倾斜方向，多数为倾斜方向。详见图一 （4）、锚网喷支护 锚杆作用金属网增大锚杆托板面喷层与巷壁牢固地结合，喷层与围岩之间不易离层、脱落，增强了喷层的支护强度。喷射混凝土作用及时封闭围岩，阻止风化，提高围岩强度，同时防止因水和风化作用造成围岩破坏与剥落。 图二 2、巷道壁后注浆 巷道掘进后，锚网喷支护是对松动圈的一种加固形式，虽然喷射混凝土 图 三 五、现有巷道状况 目前，±0m及±0m以下巷道（含下山）已施工近3000m，除十平巷是壁后注浆巷道外，其它巷道未经过壁后注浆。通过观察可以看出，在同等条件下，有的巷道变形量很小甚至于不变形，而有的巷道变形量大且发生了底鼓，其中变形量较大的巷道是西翼采区下山口西侧的40~50m和西翼采区下山。 1、西翼十平巷变形量较大段现状 十平巷施工断面净宽4000mm，净高3600mm，巷道约2000mm高处安装有托管梁。6月21日进行了实地丈量，从巷道变形处由西向东至西翼采区下山口处，计丈量了三个点，巷宽平均3870mm，巷高未量，底鼓量由0~370mm。托管梁弯曲度最大值443mm。 详图见图四 图 四 根据上述情况，为什么同样一条巷道在同等条件下，有的变形甚至于破坏，有的则不变形或变形很小伙，变形段相对应的就是其下部一3煤的开采，未变形段就是其下一3煤未开采。不用分析也可得出结论，就是受一3煤的采动影响。 2、十平巷破坏段受力分析 从巷道的变形量来看，巷道上帮围岩出现位移，上帮2/3拱变形量较大，喷层破裂甚至于脱落，下部底鼓严重。而下帮的底部、墙及1/3拱变形量就很小。上帮的2/3拱与下帮的1/3拱处在纵向上出现了金属网折曲、错动，喷层脱落。 从巷道变形所表现的形式是否可以得出这样一个结论，巷道上帮的侧压力远远大于下帮的侧压力，其原因是岩石倾角（260~280）较大是因素之一。由于上帮岩石向下滑移挤压巷道底板，导致底板出现底鼓。 一3煤的六平巷，其下帮压力不显或压力显现很小，而上帮出现岩石向