特厚煤层回采巷道顶板破坏及其控制研究

2021-01-22王沛楠

山西冶金 2020年6期

王沛楠

（1.山东科技大学能源与矿业工程学院，山东青岛266590；

2.山西晋城无烟煤矿业集团有限公司晋圣诚南煤业，山西晋城048100）

据统计，中国已探明的煤炭储量达1万亿t，其中厚煤层占45%[1-3]。随着开采强度和机械化水平的提高，煤矿工作面的生产设备逐渐增大，煤炭产量大大增加。同时，根据通风、生产和运输的要求，巷道断面越来越大。另外，巷道在煤层底板中布置，巷道三侧均为煤体，与岩层巷道相比，煤体支承强度较低，巷道服务期间顶板岩移运动剧烈、两帮明显向内挤压；工作面回采过程中，巷道顶板容易发生局部或大面积瞬发性垮冒事故，从而给安全生产带来重大影响[4]。为切实保障特厚煤层巷道顶板支护安全，促进此类矿井的安全高效生产，对回采巷道顶板变形破坏特征和控制的研究具有重要意义。

许多专家学者对这一方面做了大量的研究和探索[5-7]。薛晟[8]等分析塔山矿1070辅助运输大巷变形破坏特征，提出了“注浆+工字钢支架+锚杆二次支护体系”，RS2D验证效果，并进行现场实践；高鸿宇等[9]提出采用锚杆、锚索、金属网进行联合支护来解决巷道强烈变形问题，魏臻等[10]通过对特大断面碎裂厚煤层巷道破坏机制的研究，构建了以“弹性梁”为基础的巷道顶板力学模型，并对新型预应力桁架锚索支护系统进行了工程应用。以某矿30509运输巷作为背景，分析了煤巷顶板的变形破坏机理，提出了锚网索支护方案，并对其支护效果进行了现场试验。