郭家河煤礦綜采面回風(fēng)順槽支護(hù)探究獲獎科研報告

郭家河煤礦綜采面回風(fēng)順槽支護(hù)探究獲獎科研報告摘要：地質(zhì)影響因素最基本是原巖應(yīng)力。主要由巖體的重力和構(gòu)造殘余應(yīng)力組成。井巷周圍巖體的應(yīng)力主要由采深決定，而構(gòu)造殘余應(yīng)力一般出現(xiàn)在皺曲和斷層附近。開采技術(shù)影響中主要是開采引起局部應(yīng)力集中和采動壓力大等影響【1】。1308工作面回風(fēng)順槽僅靠1306采空區(qū)，受到回采超前應(yīng)力和采空區(qū)應(yīng)力疊加，研究其合理支護(hù)就尤為必要。

關(guān)鍵詞：綜采;壓力;上出口;回風(fēng)順槽;支護(hù)

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工作面及回風(fēng)順槽概述

1308綜放工作面位于郭家河煤礦I盤區(qū)西翼，+820水平，開采3#煤層，該面設(shè)計可采走向長度2280m，工作面長度為267m，回采面積為608760m2，地質(zhì)儲量9749900t，可采儲量9067407噸。1308綜放工作面對應(yīng)地面標(biāo)高+1168～+1440m，該面地表為回風(fēng)立井及措施立井的東南側(cè)，主、副井口的東側(cè)。1308綜放工作面東側(cè)為1301采空區(qū)，西側(cè)靠近可采邊界，北側(cè)為1306采空區(qū)，停采線在西翼回風(fēng)下山117m。如圖1所示。

該工作面水文地質(zhì)條件復(fù)雜，主要充水因素為頂板砂巖水、1306采空區(qū)水和日常生產(chǎn)用水，由于該工作面存在多條背向斜及斷層，建議回采前對頂板砂巖水進(jìn)行電法勘探，并對工作面內(nèi)部進(jìn)行無線電波透視法勘探，查明工作面及頂板砂巖水的富水性，圈定出富水異常區(qū)，以便對富水異常區(qū)進(jìn)行探放水，同時工作面必須具備相應(yīng)的排水能力，回采中加強(qiáng)工作面頂板水、采空區(qū)水及礦壓的觀測，防止頂板砂巖水涌入工作面。根據(jù)2013年9月7日1304工作面頂板淋水情況及1306工作面2016年1月12日、2016年5月13日頂板掉水情況，在不計算2012年8月24日1303工作面頂板離層水潰入工作面最大潰水量為2300m3/h的情況下，參照礦井水文地質(zhì)類型劃分報告，預(yù)計1308工作面正常涌水量50m3/h，最大涌水量595m3/h（工作面頂板離層帶潰水量未計算在最大涌水量之內(nèi)），工作面兩道排水系統(tǒng)按照西安煤科院編制的1308工作面防治水設(shè)計要求，具備相應(yīng)的排水能力，頂板離層水應(yīng)采取相應(yīng)的防治水措施。參照礦井初步設(shè)計，預(yù)計1308工作面涌水量如下：（工作面頂板離層帶潰水量未計算在最大涌水量之內(nèi)），工作面兩道排水系統(tǒng)按不小于1000m3/h布置。

煤層頂?shù)装迩闆r：

老頂：細(xì)粒砂巖，厚度8.18m，灰色，成分以石英為主，巖屑次之，分選性、滾圓度均較好，顆粒次圓狀，中厚層狀，泥鈣質(zhì)膠結(jié)，具波狀層理，巖芯較完整，夾粉砂巖，下部0.3m為淺灰色粗粒砂巖。

直接頂：泥巖，厚度1.6m，深灰色，含植物化石、云母片，局部含炭屑及包體，巖芯易風(fēng)化破碎。

偽頂：炭質(zhì)泥巖，厚度0.26m，灰黑色，含大量植物化石、炭質(zhì)及煤包體，斷面較平整，巖芯較完整。

偽底：炭質(zhì)泥巖，厚度0.45m，灰黑色，含大量植物根系化石及煤包體，斷面較平整，巖芯較完整，易風(fēng)化破碎。

直接底：細(xì)粒粉砂，厚度0.5m，灰黑色，成分以石英為主，巖屑次之，含大量云母片、植物化石及少量炭屑包體，分選性滾圓度均較好，泥鈣質(zhì)膠結(jié)。

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巷道初始支護(hù)參數(shù)

回風(fēng)順槽斷面尺寸為凈寬5.3m，凈高3.7m，凈斷面19.61m2。頂板錨桿采用?22×2400mm左旋無縱筋等強(qiáng)螺紋鋼，間排距為850×900mm;錨索采用?18.9×8300mm，間排距為1700×1800mm;金屬網(wǎng)采用10#鐵絲金屬菱形網(wǎng)。1308回風(fēng)順槽兩幫、皮帶順槽兩幫支護(hù)錨桿選用?22×2400左旋螺紋鋼錨桿，上、下順槽兩幫均采用金屬網(wǎng)采用10#鐵絲金屬菱形網(wǎng)。

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工作面周期來壓及超前應(yīng)力分布

1308工作面初次來壓步距為26m。周期來壓步距為13m，大面積來壓步距為103m左右。根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院對1306工作面試驗結(jié)果，工作面回風(fēng)巷超前支承壓力影響范圍為100-120m之間，工作面支承壓力峰值點出現(xiàn)在超前5-8m。工作面每天推進(jìn)3.2m。上出口的應(yīng)力疊加造成巷道變化極大。根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)觀測上出口100m范圍之內(nèi)，巷道高度變化0.3m/d，寬度變化0.2m/d。

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修護(hù)工藝及支護(hù)參數(shù)

刷幫采用錨桿、金屬網(wǎng)、平鋼帶、錨索聯(lián)合支護(hù)。

錨桿規(guī)格：頂、幫均采用Φ22×2400mm左旋無縱筋等強(qiáng)螺紋鋼錨桿（強(qiáng)度500MPa），間排距為850×800mm。每根錨桿配MSCK-Z2370型樹脂藥卷1支進(jìn)行端頭錨固。錨桿托板規(guī)格為150×150×10mm鋼板制作，托板采用沖床或鉆床加工錨桿安裝孔，孔徑為24mm。所有斷面中肩窩與底角錨桿及施工時需與巷道斷面有夾角的錨桿均需使用相應(yīng)的異形托盤進(jìn)行支護(hù)。

錨索：頂板采用Φ21.8×6300mm鋼絞線，間距1600mm，錨索距肩窩800mm;幫部采用Φ21.8×4300mm鋼絞線，超前棚范圍內(nèi)，幫部沿走向布置一排錨索，錨索間距1600mm，錨索距肩窩1500mm;超前棚向外，幫部施工兩排走向錨索加強(qiáng)支護(hù)，錨索間排距為1000×1600mm，第一排錨索距巷道肩窩1000mm。向孔內(nèi)裝入1支MSCK2370樹脂錨固劑（里側(cè)）和1支MSK2370樹脂錨固劑（外側(cè)）進(jìn)行端頭錨固，錨索托板由400×200mm的20#槽鋼制成，中間加焊170×170×10mm鋼板，錨索托板上的錨索安裝孔需用沖床或鉆床加工，孔徑為24mm。

菱形網(wǎng)：巷道頂幫采用10#鐵絲金屬菱形網(wǎng)，網(wǎng)與網(wǎng)之間采用自