“三软”煤层巷道围岩变形特征及支护参数优化
2021-08-31王平
煤炭与化工 2021年7期
王 平
(河南神火兴隆矿业有限责任公司,河南 许昌 461000)
0 引 言
煤矿生产过程煤巷占到了巷道总长度的80%左右。与岩巷相比,巷道布置在煤层中,掘进较容易,常用综掘。但支护与维护随煤层变软增厚难度加大,煤的强度(普氏系数) 较低,煤巷多为矩形或梯形断面。煤巷中回采巷道最多,受采动影响,矿压显现剧烈。其中,巷道掘进过程中还会遇到断层、陷落柱、围岩裂隙等地质构造,使巷道围岩所处地应力场产生相应变化,致使整层煤体破裂,支护难度较大。所以在支护设计中,回采巷道大多采用“U”型钢或工字钢等架棚支护,但是支护效果不理想,适应变形能力及安全性差、成本高,后期的生产过程中需要经常维护和返修,增加了巷道维护费用,而且增大员工劳动强度,严重影响矿井的持续和高产高效生产。
1 “三软”厚煤层巷道特点
泉店煤矿回采的1508 工作面,矿区内开采的煤层属“三软”煤层。开采过程中表现出结构松散复杂、裂隙(缝) 更多、强度低、可塑性大等特征。在松软厚煤层,采掘工作面液压支架的运输和安装需要更大的空间,常规综采工作面安装前通常采用掩护方式支撑巷道二次收敛变形,直到安装段结束,该巷道的安全性较差,支护效果也不明显,并且回收金属支架和运输支架的工作繁重且危险。研究“三软”厚煤层回采巷道支护技术,确定合理的支护形式和支护参数,对控制围岩巷道变形及应力具有重要的现实意义。由于“三软”厚煤层特殊的赋存环境,回采巷道掘进及支护非常困难,不仅要考虑安全可靠的施工工艺,而且要保障综采设备的安全高效安装。……
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