浅谈大倾角中厚煤层复杂顶板综采工作面沿空护巷技术应用研究.docxVIP

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浅谈大倾角中厚煤层复杂顶板综采工作面沿空护巷技术应用研究

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摘要：我矿大倾角中厚煤层综采工作面，矿压大，顶板复杂，沿空护巷难度大。普通的巷旁充填护巷技术已不能满足护巷要求。通过不断摸索，我矿研究出了“无腿棚沿空护巷法”沿空护巷技术，并在N4011工作面机巷工业性试验成功。

关键词：中厚煤层；综采工作面；大倾角；复杂顶板

前言

众所周知，矿井回采率低的主要原因在于煤柱损失。在早期的煤矿开采中，由于巷道支护技术落后，导致一条巷道往往只能为一个采煤工作面服务，使同一采区每个采煤工作面间均需留设保安煤柱，这大大的降低了采区以及矿井的煤炭资源回采率。2007年起，在公司领导及矿领导的大力支持下，我矿工程技术人员积极致力于“沿空护巷”技术的研究。

1．沿空留巷

适用范围它一般适用开采倾斜、厚度在2m以下的薄及中厚煤层。这种方法与留煤柱时相比，不仅可减少区段煤柱损失，而且可大量减少平巷掘进工程量。

1.1沿空留巷的优点：下区段回采时少掘一条巷道，从而可大大降低巷道掘进率;其次从根本消除了沿空掘巷的滞后掘进的缺点，有利于上、区段按正常顺序连续开采，有利于矿井生产集中化和改善采掘接替关系。

1.2沿空留巷的缺点留下的巷道要先后经受二次采动影响，其中一次采动时工作面后方出现的强烈矿压显现对巷道影响尤为严重，使巷道很难维护。

因此，为了顺利地应用沿空留巷，并在可能的条件下扩大其应用范围，要改进或采用新的适应于沿空留巷的支护类型和方式。

2.我矿沿空护巷技术发展过程

2.1金属支架架棚护巷技术

2007年，我矿开采水平均在+200m水平以上，矿山压力较小，选择的巷道支护形式较为落后，全部是通过架设金属支架被动支护巷道围岩。在此种条件下，我矿工程技术人员通过理论分析与讨论，制定了：在工作面回采过程中，通过修理或重新架设金属支架维护采后巷道的护巷方案。在N422K2、W3214、W2212三个采煤工作面机巷进行工业性试验，取得了较好的效果。三条机巷在受采动影响后通过一定的修复均能满足下一工作面的回采需要。此次试验成功后，该技术在全矿以及集团公司其他矿井进行推广，是我矿无煤柱开采技术研究的第一棒。

2.2砌筑矸石带护巷技术

随着采深的不断增加，金属支架架棚护巷技术的缺点表现越来越明显，该技术已渐渐不能满足我矿生产需要。要维持矿井正常生产，就必须探索新的护巷技术。矿组织相关工程技术人员，通过学习他人护巷方式方法，结合以往生产经验，深入研究和讨论，最终将目标锁定在矸石带充填支护护巷技术。即：巷内依靠原有支护形式支护，在紧邻巷道的采空区内砌筑宽1.5m以上的矸石带支撑顶板，降低采动压力对巷道的影响。

经过大量的理论分析和论证，矸石带充填护巷技术于2008年在我矿W2214工作面机巷进行试点，取得了较好的效果。随后在W2211、N2211、W2216、N1012等工作面进行推广应用。通过不断的现场应用于改进，该技术日趋成熟。2008年末，随着锚杆支护技术的引进与推广，我矿逐步淘汰金属架棚支护，矸石带充填护巷技术更是成为我矿沿空护巷技术的主体。

当然，矸石带充填护巷技术也存在一定的不足：①矸石带整体性差，承载能力较小。用于倾角较大或采高较高的工作面护巷时，易出现滑底现象，使护巷墙体失稳；②取材困难，对于无夹矸工作面或机采工作面，常需在采空区取矸，增加危险因素；③为确保矸石带具有足够的承载能力，矸石带宽度应保证不小于1.5——3m，工程量大；④矸石带气密性较差，增大了工作面漏风系数，同时采空区有害气体容易通过矸石带涌出，威胁作业人员安全，增大通风管理难度。

3.“7+1”护巷技术的研究与应用

随着采深的不断增加，大倾角中厚煤层复杂顶板，采后支承压力会不断增大，巷旁充填护巷技术的局限性会越来越明显。要克服这一难题，采空区顶板主动卸压技术将成为沿空护巷的关键，这也是高应力条件下沿空护巷的主要研究方向。2017年矿组织相关工程技术人员，探索出新的护巷技术并在N4011工作面进行工业性试验。

3.1N4011工作面生产情况

N4011工作面机风巷均沿401采区内连煤层布置，采用定向不定坡施工，机巷全长约1279m，风巷全长1625m，工作面平均长度139m。

工作面机巷断面为异形：巷道净宽3.5m，巷高：低帮净高H=0.88mm,高帮净高H=2180mm。机巷支护方式采用螺纹钢锚杆配梯形钢筋梁、锚索、金属网作组合支护；锚杆采用全长2300mm，直径20mm的螺纹钢树脂锚杆；顶板补强支护选用直径为15.4mm的钢绞线锚索，锚索长度5180mm；巷道两帮采用管缝式锚杆配金属网作组合支护。

3.2顶板活动分析

根据地质和生产技术条件，开采煤层的直接顶为平均厚度7m的泥岩、砂质泥