掘进巷道破碎顶板支护技术的应用
2021-06-05杨存兵
机械管理开发 2021年4期
杨存兵
(晋能控股煤业集团有限公司朔州煤电有限公司山西宏宇诚铸建设工程有限公司,山西 朔州 038300)
1 中煤平朔井工三矿39201主运输顺槽掘进概况
39201主运输顺槽设计长度为1824m,巷道掘进断面规格为宽×高=5.6 m×4.5 m,从九煤东翼辅运大巷开口施工。
39201主运输顺槽掘进煤层为9号煤层,平均厚度为9.54 m,为特厚煤层,煤种牌号为长焰煤,该煤层及围岩属于石炭系上统太原组下部含煤岩段,煤层走向北西-东南、煤层倾角0°~18°。
巷道掘进至750 m处揭露一条F7正断层,断层落差为1.6 m,倾角为54°,由于巷道掘进期间预留顶煤,巷道掘进过F7断层时顶煤稳定性差,顶板出现掘进破碎现象,当巷道掘进至730 m处时巷道围岩应力加大,顶板出现局部冒落,巷道掘进速度降低至3.2 m/d,严重制约着巷道安全高效掘进。
2 巷道顶板破碎原因分析
1)围岩应力高:39201主运输顺槽掘进期间受F7断层影响,巷道围岩应力相对较高,通过对断层区围岩应力监测发现,断层区围岩应力是普通围岩应力的3.5倍,从而导致巷道过断层期间出现围岩失稳现象,主要体现在顶板破碎、煤壁片帮现象。
2)围岩强度低:39201主运输顺槽沿9号煤层底板平行掘进,预留顶煤厚度为5.04 m,而9号煤层稳定性差,煤体单轴抗压强度不足15 MPa,巷道掘进时在开挖应力作用下顶板煤体出现应力破坏作用,破坏了顶煤承载结构,导致顶板破碎、冒落等。
3)支护强度低:39201主运输顺槽前期主要采用锚杆、网联合支,但是通过现场观察发现,原顶板支护在断层区支护效果差,支护失效率高,主要有以下几方面原因:锚杆支护深度有限,而且原支护设计中顶板采用的是金属网,强度低,顶板破碎后很容易造成网片撕裂现象,无法有效维护破碎顶板;……
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