２０１５年２月 山西煤炭管理干部学院学报 Ｆｅｂ．，２０１５ 第２８卷第１期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｎｘｉ Ｃｏａｌ－Ｍｉｎｉｎｇ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｏｒｓ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｖ０ｌＩ２８ Ｎｏ．１ ・煤电技术研究・ 任松杰杨博 （山西省煤炭工业厅防爆器材监管中心，山西太原０３００４５） 【摘要】针对云南某矿采准巷道围岩变形速度快、变形量大且具有流变性的特点，结合该矿实际地质情况，通过 数值模拟研究中厚软弱岩层位于巷道不同位置时对围岩的总影响值，提出了采准巷道拱部为较软弱岩层的层位布置 方式及加强拱部围岩支护的分区域控制体系。现场工业性实践表明，该层位布置及控制体系有效控制了巷道围岩变 形，取得了良好的经济技术效益。 【关键词】中厚软弱层采准巷道数值模拟分区域控制 【中图分类号】ＴＤ３５３ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００８—８８８１（２０１５）０１—０００９—０４ 在煤矿开采活动中，巷道围岩多是由软硬相间 ５０００ ｍｍ，直墙高１５００ ｍｉｌｌ，沿ｃ５煤层底板布置。支 岩层所组成。各岩层在沉积形成时隋况不同，即在 护采用 ２０×２０００ ｍｍ左旋等强螺纹钢锚杆，间排 厚度、强度以及受力特征等方面存在着很大的差 距为８００×８００ ｍｍ，每排１４根；锚索采用 异。其中厚度在１～３ ｍ之间、岩石试样单轴抗压强 中１５．２４×６５００ ｍｍ钢绞线，每排２根，从巷道 度＜４０ ＭＰａ的中厚软弱岩层，考虑到其厚度几乎等 向两侧均匀对称布置；喷浆厚度不小于１００ ｍｍ。 于巷道高度的一半甚至更多，势必会对整个巷道的 岩性名称 平均厚度／ｍ 围岩稳定性产生重大影响。 粉砂质泥岩 ３５．０ 煤矿采区准备巷道要服务于整个采区，服务年 泥岩 ７．０ 限较长。当所开采煤层的顶底板中存在有类似的中 Ｃ５煤层 １．８ 厚软弱岩层，在选择该采区准备巷道的布置层位 细砂岩 ０．４ 时，首先应考虑巷道围岩的稳定性，其次需考虑提 泥质岩层 ３０．Ｏ 高巷道掘进效率以确保矿井的抽、掘、采平衡，同时 Ｃ３煤层 １－３ 针对当前煤炭下行态势，应尽可能降低巷道掘进、 细砂岩 ２．０ 支护以及后期维护成本。鉴于此，是否能全面地、正 细砂岩、泥岩互层 １．４ Ｃ２—２煤层 ０．５ 确地分析中厚软弱层对围岩稳定性影响，充分考虑 粉细砂岩 ３．２ 巷道施工速度和施工、维护成本，并据此确定在中 Ｃ２—１煤层 ０＿２ 厚软弱层围岩中采区准备巷道的合理布置层位以 粉砂质泥岩 ２．２ 及对应的围岩控制技术，对矿井的提高技术经济效 细砂岩 １１．０ 益具有重要的现实意义，同时对类似矿井也有一定 Ｃ１煤层 Ｏ＿８ 的借鉴意义。 图１岩层柱状 １工程概况及分析 通过前期围岩监测发现，巷道掘进初期变形速 １．１工程概况 度快、变形量大。掘后１个月，巷道仍保持一定速度 云南某矿开拓方式为平硐开拓，主要开采Ｃ５ 持续变形，直至巷道变形失稳破坏，后经２９Ｕ型钢 煤层，盖山厚度约５５０ｍ，顶底板均为泥质岩层，具体 修复巷道，支护效果不佳，见图２。巷道的后期维护 柱状见图１。二级运输下山为延伸的第二水平运输 消耗大量人力、物力以及时间，极大地制约了矿井 准备巷道，设计断面为直墙半圆拱型，掘进宽度 的通风能力和运输能力，影响矿井扩能提效。 收稿日期：２０１５—０２—２７ 作者简介：任松杰（１９８６一），男，山西长治人，山西煤炭工业厅防爆器材监管中心，硕士。 ９ 围内，且目前巷道基本不用修复，确保了矿井的运输 和通风要求，取得了较好的技术经济效益，见图６。 结合该矿的具体地质情况，选择ｂ类巷道布置 形式，即以Ｃ２—１煤顶板粉细砂岩为巷道顶板，同 时，针对该类巷道提出的加强拱部支护的分区域控 制体系，是较为合理的。 【参考文献】 【１］Ｍ．１－Ｉ．兹博尔希克，Ｍ＿Ａ＿伊利亚绍夫，Ａ．ｎ．斯塔里科 夫著，佟恩瑞，李宝柱译．井工采煤地质力学Ｉ Ｍ】．北京：煤炭工 业出版社．２０１０． 图６控制效果图 【２】樊克恭，翟德元．巷道囤岩弱结构破坏失稳分析与非 匀称控制机理【Ｍ１．北京：煤炭工业出版社，２００４． ５结论 【３】李学华，姚强岭，张农．软岩巷道破裂特征与分阶段分 区域控制研究卟中国矿业大学学报，２００９，（５）． （４】李学华，王卫军，侯朝炯－加固顶板控制巷道底鼓的数 值分析卟中国矿业大学学报，２００３，（４）． 围岩中仅存在约２ｍ厚的较软弱岩层时，相比 而言，将其布置于巷道拱部，对巷道围岩稳定性影 响最小。 （上接８页） 统对１３０７４巷突出危险预警效果。 通过对１３０７４巷的跟踪考察，认为ＫＪＡ系统可 以较好的预测到工作面前方的突出危险性，其预测 准确性也与当前煤矿Ｋｌ值、钻屑量、软煤厚度、构 造变化等常规指标极为相符。 通过上述分析，我们发现Ｉ（ＪＡ系统１３０７４巷掘 进过程中的突出危险陛进行了极为准确的预报预警。 ４总结 图５ １３０７４巷掌面软分层示意图 赵庄煤业通过对 Ａ突出预警系统的辅助使 用，有效地提高了突出危险预测的及时性，提高了 矿井技术人员对井下突出危险性的分析效率。为矿 井工作面突出防治管理以及突出危险性预测提供 了参考建议，达到了对井下工作面突出危险性实时 预警。虽然工作面瓦斯涌出动态特征突出预警系统 可以相对准确地对工作面作出突出预测，但只能作 为矿井工作面突出预测预报的辅助手段，不能取代 现有的打钻预测技术，不能作为矿井防突措施开展 与管理的指导依据，只能作为一种辅助的预测方 法，以便在现有突出预测的基础上增加矿井的突出 危险预测的准确性，为突出预警及防治提供一种技 术手段。 【参考文献】 【１】于不凡．煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册【Ｍ】．北 京：煤炭工业出版社，２００５． 【２】刘 程．煤与瓦斯突出综合预警技术实现原理及应用 对此表示认同，系统预警结果正常。６月８ １３，工作 面前方５至１０ｍ距离实测瓦斯含量６．５ｒｎ３／ｔ，ＫＪＡ系 统对此测定数据表示异议，并提出该区域瓦斯含量 应超过８ｍ３／ｔ，并认为该区域存在突出危险，并相继 发出突出危险预警指令。６月１１日，工作面施工预 测钻孑Ｌ，其中有３个钻孔出现吸钻现象，实测最大 指标：２＃孑Ｌ ６ｍ：ＫＩ＝０．４４ｍｌ／ｇ．ｍｉｎｌ／２。根据地质资料 分析工作面前方１０ｍ～１５ｍ为煤层赋存出现异常， 软分层增大，片帮现象严重，突出危险性较大。６月 ２５日至６月２８日出现黄色预警，实测瓦斯含量相 对较大，直到６月２８ Ｅｔ实测的８．４ ｍ３／ｔ。 通过图４与表１的对比分析发现在６月７日 到６月１５日之间指标预警的主要原因是工作面掌 面下部出现软分层，厚度１．２ｍ，煤帮较软，支护难、 片帮。而６月２５至６月２８日指标预警则是因为工 作面前方实测瓦斯含量较高。充分的证明了 Ａ系 １２ Ｕ】．煤矿安全，２０１０，（５）．
