煤与瓦斯突出矿井沿空留巷技术研究

发布时间：2019-08-06 18:12

【摘要】：为解决煤与瓦斯突出矿井巷道掘进速度慢、矿井采掘接续紧张、回采期间上隅角瓦斯频繁超限等难题,提出了柔模泵注混凝土沿空留巷技术。根据薛湖煤矿地质及工程条件,基于分离岩块法力学模型,分析了沿空留巷巷旁充填体宽度为1.2 m,将柔模泵注混凝土沿空留巷技术在2302工作面回风巷进行了现场试验,结果表明:该技术有效防止了隅角瓦斯积聚超限,改善了工作面通风环境,降低了巷道掘进率并提高了煤炭资源采出率,但同时应通过优化巷道支护形式、提高充填体支护强度改善巷道围岩控制效果,所进行的应用效果评价分析为改进该沿空留巷技术的现场适应性提供了依据。
【图文】：

2302工作面开采二2煤层，地面标高+37．0m，工作面标高－705—－735m，属于典型深部煤层。该工作面东邻2303工作面，西邻2301采空区，南到DF21断层，北为东翼运输大巷。走向长176m，倾斜长726m，可采面积12672m2。煤层平均厚度2．62m，平均倾角2°，属简单结构中厚稳定煤层。煤与瓦斯突出威胁区瓦斯含量13．73m3/t，瓦斯压力1．35MPa，掘进时绝对瓦斯涌出量1．03～3．01m3/min，总体表现为由西向东瓦斯涌出量呈增大趋势，深部瓦斯含量高。煤尘具有爆炸性，爆炸指数为12．1%。二2煤层综合柱状图如图1所示。图1二2煤层综合柱状图2302工作面回风巷采用29U型棚+顶锚索联合支护，29U型钢棚间距800mm，钢笆片使用錙5、錙10mm圆钢焊接，规格为900mm×500mm，钢笆片使用12号扎丝并列绑扎，扎丝间距200mm，连杆使用8号槽钢加工成形。采用錙17．8mm×11000mm的钢绞线锚索，托盘采用废旧U型钢棚加工而成，使用8个MSK2335锚固剂锚固，锚固长度不低于2500mm，间排距为1500mm×1600mm，矩形布置，锚索外露长度100～300mm。回风巷断面支护如图2所示。图2回风巷断面支护该井田具有地质构造复杂、煤层松软、透气性差、瓦斯含量高、煤与瓦斯突出、煤尘爆炸危险性大等特点。在突出煤层中掘进巷道困难，平均月进尺仅70m，造成矿井采掘接续紧张。在工作面U型通风系统下进行回采时，上隅角瓦斯频繁超限，矿井安全生产难以保证。为此，提出柔模泵注混凝土沿空留巷技术，减少巷道掘进率、改善工作面通风系统，促进工作面安全高效开采。2沿空留巷技术方案为确定合理沿空留巷墙体宽度，结合现场条件，采用分离岩块法计算支护体载荷［16－17］。巷旁充填体处于未采煤体(高应力区)与冒落矸石之间的降压区，岩块侧的采

摺Ｃ撼?具有爆炸性，，爆炸指数为12．1%。二2煤层综合柱状图如图1所示。图1二2煤层综合柱状图2302工作面回风巷采用29U型棚+顶锚索联合支护，29U型钢棚间距800mm，钢笆片使用錙5、錙10mm圆钢焊接，规格为900mm×500mm，钢笆片使用12号扎丝并列绑扎，扎丝间距200mm，连杆使用8号槽钢加工成形。采用錙17．8mm×11000mm的钢绞线锚索，托盘采用废旧U型钢棚加工而成，使用8个MSK2335锚固剂锚固，锚固长度不低于2500mm，间排距为1500mm×1600mm，矩形布置，锚索外露长度100～300mm。回风巷断面支护如图2所示。图2回风巷断面支护该井田具有地质构造复杂、煤层松软、透气性差、瓦斯含量高、煤与瓦斯突出、煤尘爆炸危险性大等特点。在突出煤层中掘进巷道困难，平均月进尺仅70m，造成矿井采掘接续紧张。在工作面U型通风系统下进行回采时，上隅角瓦斯频繁超限，矿井安全生产难以保证。为此，提出柔模泵注混凝土沿空留巷技术，减少巷道掘进率、改善工作面通风系统，促进工作面安全高效开采。2沿空留巷技术方案为确定合理沿空留巷墙体宽度，结合现场条件，采用分离岩块法计算支护体载荷［16－17］。巷旁充填体处于未采煤体(高应力区)与冒落矸石之间的降压区，岩块侧的采空区提供主要自由面，岩块呈层状并在一定高度上产生离层，导致岩块沿煤体断裂，成为巷旁充填体的支护载荷。同时考虑到埋深大的影响，采空区上覆岩层对分离岩块有一定的作用力，为此建立分离岩块法力学模型如图3所示。巷旁充填体承受分离岩块载荷Qp为:Qp=8htanα+2(b+bp+bc[])/b{}ph(b+bp+bc)γcosφ/(b+0．5bp)+q(b+bp+bc)［4htanα+0．5(b+bp+bc)］cosφ/(b+0．5bp)(1)其中:h为煤层采高?
【作者单位】： 河南神火集团有限公司薛湖煤矿;中国矿业大学矿业工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51304202)
【分类号】：TD713;TD263.3

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2523670