煤矿巷道支护设计要求：义马耿村矿特大断面冲击地压巷道支护方案

小君 2023-02-19 08:33:46 245

煤矿巷道支护设计要求：义马耿村矿特大断面冲击地压巷道支护方案2-3煤层层顶部存在巨厚砾岩层，砾岩层厚约380 m，与煤层间距240 m，处于冲击地压危险区域。2-3煤层无伪顶，直接顶为泥岩，平均厚度31.5 m；泥岩之上为粉砂岩、中粒砂岩互层。煤层直接底为炭质泥岩，平均厚度1.5 m，基本底为细砂岩与粉砂岩互层，平均厚度12.5 m。试验巷道位于13230工作面，平均采深622 m。13230工作面位于东三采区运输下山东侧，东至矿井边界，北侧13210工作面2014年2月已回采结束，南部为实体煤。试验巷道为13230上平巷，距13210采空区间的煤柱6~8 m。巷道沿2-3煤层底板留2 m厚底煤掘进，长度1 088 m。13230工作面所采煤层为2-3煤层，平均厚度10.2 m，煤层倾角11°~13°，煤层结构复杂，内生裂隙发育，含泥岩及砂质泥岩夹矸3~5层，平均厚度0.8 m。

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煤矿巷道支护设计要求：义马耿村矿特大断面冲击地压巷道支护方案(1)

井下工业性试验结果表明，采用高预应力全长锚固强力锚杆锚索组合支护系统，配合采取部分卸压措施，能够有效控制特大断面冲击地压巷道的强烈变形和破坏。

煤矿巷道支护设计要求：义马耿村矿特大断面冲击地压巷道支护方案(2)

背景

耿村矿为冲击地压矿井，巷道地应力较高，煤层强度较低且为强冲击倾向性，煤层顶板存在380 m左右巨厚砾岩层，冲击地压显现强烈。

试验巷道位于13230工作面，平均采深622 m。13230工作面位于东三采区运输下山东侧，东至矿井边界，北侧13210工作面2014年2月已回采结束，南部为实体煤。

试验巷道为13230上平巷，距13210采空区间的煤柱6~8 m。巷道沿2-3煤层底板留2 m厚底煤掘进，长度1 088 m。

13230工作面所采煤层为2-3煤层，平均厚度10.2 m，煤层倾角11°~13°，煤层结构复杂，内生裂隙发育，含泥岩及砂质泥岩夹矸3~5层，平均厚度0.8 m。

2-3煤层无伪顶，直接顶为泥岩，平均厚度31.5 m；泥岩之上为粉砂岩、中粒砂岩互层。煤层直接底为炭质泥岩，平均厚度1.5 m，基本底为细砂岩与粉砂岩互层，平均厚度12.5 m。

2-3煤层层顶部存在巨厚砾岩层，砾岩层厚约380 m，与煤层间距240 m，处于冲击地压危险区域。

综合指数法鉴定13230工作面冲击危险性评价为中等冲击。

解决方案

试验点为耿村矿位于冲击地压危险区域的13230上平巷。该巷道断面为三心拱形，掘进宽度7.5 m，掘进高度4.6 m，属特大断面冲击地压巷道。

通过分析，结合工程实践经验，确定13230上平巷采用高预应力强力锚杆锚索组合支护系统，辅以36U型钢支架防护的联合支护方式，支护棚距1.4 m，顶板背实，同时配合采取原有的卸压措施。

支护方案重点考虑以下5方面内容：

采用高冲击韧性的锚杆支护材料及构件，避免受到较大冲击载荷后破坏失效。

加大支护强度，采用强力锚杆、锚索支护体系，采用500 MPa级强力锚杆和直径18.9 mm强力锚索，支护体系能够承受强烈动载。

对锚杆、锚索施加高预紧力，尽量保持煤岩体的完整性；采用强度更高、面积更大的护表构件W钢护板，以实现预应力的有效扩散。

采用全长预应力锚固方式，避免锚杆、锚索受到冲击载荷时在锚固与非锚固交界面破坏。

减少卸压措施对支护体系的影响。爆破在锚杆支护范围外进行，钻孔打设在距离锚杆较远的位置，注水措施在锚杆支护后进行。

锚杆采用直径22 mm的BHRB500号钢材，长度2.4 m，冲击吸收功大于40 J，全长预应力锚固。顶帮均采用W钢护板护表，厚度5 mm，宽280 mm，长度450 mm。采用双层10号经纬网护顶，锚杆排距0.9 m ，间距0.95 m，每排布置14根锚杆，锚杆预紧力矩为400 N·m。锚索直径18.9 mm，顶锚索长度6.3 m，帮锚索长度4.3 m。每两排打设7根锚索，间距1.9 m，排距1.8 m。锚索设计预紧力为200 kN。

煤矿巷道支护设计要求：义马耿村矿特大断面冲击地压巷道支护方案(3)