小煤柱在掘進過程中的研究與應用

小煤柱在掘進過程中的研究與應用 焦佳 ( 陽煤集團， 山西 陽泉 0 4 5 0 0 0 ) 摘要： 目前， 掘進過程中小煤柱的留設已成為提高工作面回采率及解決回采過程中瓦斯問題的有效方法。因此， 如何合理、 科 學地進行綜放沿空巷道斷面及支護方式的確定， 對于綜放開采安全生產具有重大意義。 關鍵詞： 小煤柱； 掘進； 支護形式 中圖分類號 ： F 4 0 3 ． 7 ； T D 2 6 3 ． 2 文獻標志碼 ： B 文章編號 ： 1 0 0 8～ 0 1 5 5 ( 2 0 1 4 ) 0 8— 0 1 3 3— 0 2 l工作面情況 山西新景礦煤業有限責任公司蘆南采區 9 # 煤 9 1 0 5 系統巷 、 回風及尾巷井下位于蘆南 9 # 煤采 區南翼中部 ， 東為9 1 0 4 工作面( 未掘) ， 西為 9 1 0 6工作面( 未掘) ， 北 為5 2 5水平大巷。井下( 地面) 標高為 4 0 6～5 1 2 m、 ( 8 2 0～ 9 3 0 m) 。工作面所掘 9 # 煤層賦存穩定， 結構簡 單， 屬中灰、 中硫、 中磷的無煙煤， 煤層以半亮煤為主， 內生裂隙發育。煤層平均厚度 2 ． 3 2 m， 傾角 3 。 一l 1 。 直 接頂為砂質泥巖 ， 厚度 4 ， 4 2 m， 灰黑色 ， 性硬而脆 ， 含植 物化石碎片 ， 上部含砂量較大 ， 有時相變為細粒 砂巖 ， 中下部含 9 # 上煤( 平均厚0 ． 4 3 m ) ， 下部常相變為泥巖。 直接底為砂質泥巖 ， 厚度 1 ． 4 1 m， 灰黑色 ， 性硬而脆 ， 含 植物化石碎片 ， 下 部含 砂量較大。地表 為山坡 山梁地 形， 蘆湖溝由北向南斜穿工作面中部， 為季節性河流， 蓋山厚度在 3 2 0 m以上， 預計地表水對工作面正常掘進 無直接影響。 巷道設計長度 ： 9 1 0 5回風巷 設 計長度 為 1 1 0 9 m； 9 1 0 5尾巷設計長度為 1 0 0 8 m； 兩巷間距 5 m。 2巷 道位 置 工作面井下位于蘆 南一 區南翼 中部 ， 屬 +5 2 5水 平。蘆南一區 9 # 煤 9 1 0 5出煤橫貫首先在 8 # 煤南七正 巷距出煤巷交叉處巷中以南 1 5 ． 9 4 m的東幫處開口， 先 以 1 —1 斷面向東沿煤掘進 3 0 m， 再 以 2—2斷面 一1 0 。 坡掘進 6 3 m后， 再向南掘進 5 m與南翼回風巷高程貫 通 ， 繼續以 2—2斷面向東掘進 1 9 m后 ， 再以 l—l斷面 向正南方 向沿 9 # 煤頂板掘進 2 8 ． 9 7 m， 再 向南偏西 6 O 。 開長 1 0 ． 6 2 m斜橫貫后 向北 以 2—2斷面掘進 2 3 ． 5 8 m 后與南翼回風巷高程貫通 。貫通后在 出煤橫貫 與回風 巷交叉處正北開 口向正北方沿 9 掙 煤頂 板施工 1 0 m， 再 以 +1 3 。 2 7 坡度掘進 6 1 ． 1 5 m后在 以 2— 2斷面 0 。 掘進 2 0 m與西軌道巷貫通。其中與 8 # 煤專用皮帶巷和西軌 道巷貫通 另報專項措施 。貫通后回風巷 、 尾巷繼續沿 9 樣 煤頂板掘進 ， 每施工 1 0 0 m后， 由尾巷向回風巷沿 9 # 煤 頂板施工 5 m開聯 絡橫貫 。回風 、 尾巷 向南掘進 ， 回風 巷設計長度 1 1 0 9 m， 尾巷設計長度 1 0 0 8 m。 3礦壓 觀 測 3 ． 1 錨 網巷道的礦壓觀測 測站布置 ： 從 9 1 0 5出煤橫貫開 口 1 0 m范圍內布 置 一 個觀測站； 9 1 0 5回風巷、 尾巷開口 1 0 m范圍內布置 觀測站， 至采空區外 1 5 m處布置觀測站 ， 每一測站設置 一 個觀測斷面 ， 觀測斷面的范圍控制在 5 m之內。 觀測時 間： 距煤頭 2 0 0 m巷道 內測點每天 觀測一 次， 2 0 0 m以外每周觀N---次。 觀測方法 ： 用鋼尺檢測斷面標志點， 頂底板相對移 近 量、 兩 幫相 對 移 近量 。使 用 錨桿 拉 力 器， l MP a= 5 k N， 頂錨桿檢測要求 ， 壓力表指數不小于 1 4 MP a ； 幫錨 桿檢測要求 ， 壓 力表指數不小于 1 0 MP a ； 檢測頂、 幫錨 桿錨固力， 巷道每施工 3 0 0根 錨桿檢測一次錨桿錨 固 力， 每次檢測不少于 5 根錨桿， 其中3 根頂錨桿、 2根幫 錨桿。用張拉千斤頂和相配套的隔爆 電動泵檢測錨索 預緊力 ， 巷道每施工 1 0 0根錨索 ， 抽查一組 ， 每 組錨 索 不少于5根。每個觀測斷面巷道正頂安裝一個頂板離 層儀， 用于觀測頂板離層量和巖層相對位移量。離層 儀安設在巷道中部。每個觀測斷面巷道頂部錨桿、 錨 索及幫部錨桿 ( 索 ) 分別安裝一塊錨桿( 錨索) 測力計， 觀測錨桿 、 錨索受力情況。 3 ． 2支棚巷 道礦 壓觀 測 測站布置 ： 從 9 1 0 5回風巷 、 尾巷開 口 1 0 m范圍內 布置觀測站， 每掘進5 0 m設一個觀測站， 每一測站設置 一 個觀測斷面， 觀測斷面的范圍控制在 5 m之內。 觀測 時間 ： 距煤頭 2 OOm巷道內測點每天觀測一次 ， 2 0 0 m 以 外每周觀測二次 。 觀測方法 ： 用鋼尺檢測斷面標志點， 頂底板相對移 近量、 兩幫相對移近量。每個觀測斷面巷道煤柱幫加 強錨索( 1 7 ． 8× 4 2 0 0 ra m ) 安裝一塊 M C一 3 0 0型錨桿測 力計， 觀測棚腿受力情況。 4支 護形 式 根據 9 1 0 5回風巷附近鉆孔的柱狀資料分析 ， 9 # 煤 頂板直接頂為泥巖， 厚度 4 ． 4 2 m， 無老頂， 支護設計為 錨網支護。巷道進入 8 # 煤采空區區域后 ， 9 1 0 5回風巷 和尾巷采用梯形鐵棚支護。 4 ． 1錨 網支護 錨網和錨噴段頂錨索選用直徑為 1 7 ． 8× 8 2 0 0 m m 的低松弛鋼絞線。頂錨索直徑 1 7 ． 8× 8 2 0 0 ra m第一排 布置在巷中， 第二排布置在距巷中 8 6 0 m m的兩側， 依 次“ 二、 一 、 二” 眼位 循環布 置 ， 其余 眼位 為直徑 2 0× 收稿日期 ： 2 0 1 4～ 0 4—1 0 作者簡介 ： 焦佳( 1 9 8 6一) ， 男， 畢業于太原理工大學采礦工程專業 ， 助理采煤工程師， 現在陽煤集團生產技術部工作。 1 3 3 2 4 0 0 ra m的頂錨桿布置； 頂錨索問距為 1 7 2 0 m m， 排距為 8 0 0 ra m 。幫錨桿選用直徑2 0× 2 0 0 0 ra m麻花錨桿， 分三 排呈“ 矩形” 布置， 間距為 8 0 0 ra m， 排距為 8 0 0 ra m 。最 下一排錨桿距底板不大于 6 0 0 m m 。錨網、 錨噴段巷道 頂錨桿錨固力不小于 7 0 k N， 扭力矩不小于 1 5 0 N · m； 幫錨桿錨固力不小于 5 0 k N， 扭力矩不小于 1 2 0 N ·m； 頂錨索預緊力不小于 1 6 0 k N， 承載力不小于 3 2 0