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0～4.99m，矿井平均厚度为2.03m，在可采范围内平均厚度达2.53m；倾角00～120，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0.25m～30.59m，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33.1～64.5MPa，中砂岩60～114.9MPa，平均79.6MPa；泥岩44.8～55.5MPa，平均50.2MPa，底板以粉砂岩为主，次为泥岩，厚0.54～15.46m，平均2.88m，偶见泥岩底，0.22～0.50m，抗压强度44.8～55.5MPa。顶板围岩的抗压强度比较低，属于不稳定岩层。31301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Φ18mm无纵筋全螺纹钢树脂锚杆，长2300mm，锚杆间排距800×800mm，每排锚杆为5根，每孔用药卷CK2350二块，金属网规格为3700x950mm，钢梯规格为3700x60mm。两帮支护：Φ18mm无纵筋全螺纹钢树脂锚杆，长1500mm，锚杆间排距1000×1200mm，每排锚杆为2根，每孔用药卷CK2350一块，金属网采用1500×130mm，钢梯采用1500×60mm。锚杆排列形式为矩形排列，金属网由Φ4mm的冷拔钢筋制作，网格为50×50mm，网片搭接长度为100mm，钢梯由Φ12mm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Φ15.24mm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8～9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1/3～1/2。且老顶断裂大多位于煤壁前方4～8m范围内，以4m范围为多，而轨道巷老顶初次断裂在8～12m,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8～12m，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70～80m范围内，顶板下沉速度显著增加的范围在工作面前方20～30m。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。