嵩山煤矿“三软”煤层技术革新

1、嵩山煤矿“三软”煤层技术革新1 概况“三软”煤层，是指煤层软、顶板和底板也软的煤层。煤巷 施工掘进过程中， 容易发生漏顶和冒顶， 同时也会造成巷道支护 支架刚度降低，最终导致巷道顶板下沉快、巷帮变形严重，给巷 道的掘进施工带来很大的难度。 怎样在“三软”煤层中去安全掘 进，是一个相当棘手的问题。通过研究煤巷掘进超前注水技术， 并对煤巷实施超前注水， 最终解决了“三软”煤层煤巷掘进困难 的问题， 此技术的实施， 可谓偃龙矿区“三软”煤层安全掘进首 次突破。在河南能源“多上设备、少上人”理念的指导下，煤矿 井下大型设备需求也越来越多， 这就迫使矿井岩巷交岔点增加断 面的宽度和高度， 通过对“三软”

2、煤层岩巷交岔点支护技术进行 思考和研究，提出岩巷交岔点“异形 U36钢棚+锚网喷浆+锚索梁 +壁后注浆”联合支护技术，使得巷道支护得到优化，最终实现 了大断面巷道安全合理支护的目的。2 注水技术革新嵩山煤矿煤层平均厚度为 4m煤层较为稳定，煤层走向趋 近东西，倾向北；煤层是缓倾斜煤层，倾角在15°20°之间，平均倾角为 17°。煤层因受嵩山滑动构造影响，组织疏松，强 度较低， 普氏硬度系数小于 0.3 ，致使回采时煤层易漏冒、 片帮。 通过研究，对综采工作面顺槽煤层实施超前注水技术。2.1 注水后巷道变形观测通过对煤巷变形进行观测， 注水煤巷 U 型钢棚相对于未注

3、水 煤巷 U 型钢棚总体支护效果有很大提高。 具体变现为： 在相同围 压、相同时间下，注水煤巷的总宽比未注水煤巷的总宽变形量小， 比未注水煤巷总宽宽500mm注水煤巷的观测点高度比未注水煤 巷高度变形量小，比未注水煤巷总高高350mm注水段巷道在观测期间维修 1次，未注水煤巷在观测期间维修 2至 3次，注水后 煤巷至少可节省 1 次维修量。2.2 经济效益分析按照维修单价为3500元/m,假设每段煤巷按180m计算，在 巷道减少维修一遍的条件下，那么 1 个月可节省维修费用：3500 元/mX 180m=630000 元=63 万元。全矿每月按4条煤巷计算，全矿每月可节省：63万元X 4=25

4、2 万元。3 “三软”煤层大断面岩巷交岔点支护技术革新 嵩山煤矿胶带岩石集中巷车场交岔点为满足车场运输及铺 设胶带输送机等设备要求，巷道断面拱基线最大宽度需要为 9500m向西南7.5m处巷道断面拱基线宽度需要为 5520mm此 段岩巷交岔点支护为永久性支护，支护方式为大断面“异形 U36 钢棚+锚网喷浆 +锚索梁+壁后注浆”联合支护。（详见图 1）。3.1架异形U36钢棚支护此交岔点范围内，共架设异形钢棚1 9架，从交岔点牛鼻子 尖向西南依次为2架拱基线宽9500mn异形钢棚、2架拱基线宽 9000mn异形钢棚、2架拱基线宽8500mn异形钢棚、2架拱基线 宽8000mn异形钢棚、2架拱基线

5、宽7400mn异形钢棚、2架拱基 线宽6900mn异形钢棚、2架拱基线宽6500mn异形钢棚、2架拱 基线宽6020mn异形钢棚、2架拱基线宽5520mn异形钢棚，钢棚 高度每阶梯以300mml减。（详见图2）。3.2 锚索梁支护在交岔点架棚结束后，在巷道顶板打设 9根3.5m长U36型 钢锚索钢梁，每根锚索钢梁连接 2根直径17.8mm<长6500mn锚 索，共打设 18根锚索，锚索梁沿巷道走向布置，间排距为2000mm< 2000mm。3.3 壁后注浆支护壁后注浆锚杆为直径1?DN25镀锌型钢管，长度为1800mm 钢管壁厚为3mm注浆锚杆布置在巷道顶部及两帮，自巷道底板 向上

6、800mn处两帮各一根，向上 2600mn处各一根，向上 3500mm 处各自一根，间排距为 2000m< 2000mm壁后注浆材料为水和 复合硅酸盐水泥，配合比水：复合硅酸盐水泥=1:0.50.75 （质 量比），注浆锚杆终压一般保持在0.6MPa0.9MPa之间。4 结语通过实践明显可以证明，在“三软”煤层中实施超前注水， 可以增大煤体的内摩擦角和增强煤体的内聚力， 从而降低掘进煤 巷的塑形区范围， 同时还可以提高煤体的粘结性、 优化煤体的承载结构，起到充分湿润煤体和有效降低煤尘的作用，最终克服了煤层易粉碎、胶结度低，煤巷来压快、压力大的不利客观条件， 从而成功地达到了安全、 高效施工掘进煤巷的目的； 大断面交岔 点联合支护技术，在“三软”煤层软岩巷道中首次得到应用， 并 充分发挥了其强大的支护效果，获得了支护技术上的巨大革新。笔者所实施的交岔点支护技术， 增大了其自身的结构承压力， 同 时也使得巷道围岩从非弹