三软煤层大跨度综采工作面切眼支护技术

深井、高地压、三软煤层切眼刷大支护技术【摘要】根据锚杆支护参数计算、矿压观测数据分析，结合三软煤层顶、底板软，易片帮的巷道支护特点，树立强顶、固帮（支、护兼顾）理念，充分发挥锚杆、锚索耦合作用及单体支撑作用，确保切眼大断面刷大支护安全。

【关键词】深井高底压三软煤层；切眼；支护技术引言童亭煤矿7、8煤为“三软两高”煤层，82下7216、8212工作面切眼临近84采区边界F10断层，巷道埋深深（7216切眼-633～-675m；8212切眼-598～-630m），地压大，围岩破碎，地质构造复杂，两切眼实揭落差大于2.0m断层5条，巷道变形速率快，按照综采面安装要求切眼刷大后断面净宽7.0m、净高2.6m。

根据锚杆支护参数计算、矿压观测数据分析、吸取742、S1071、S1073等综采面切眼支护经验、教训，切眼导硐、刷大设计中，根据巷道顶、底板软，易片帮的巷道支护特点，树立强顶、固帮（支、护兼顾）理念，过断层破碎带及煤顶段，将破碎顶板挑掉，缩小锚杆、锚索排距，加强锚杆、锚索施工质量管理及单体初撑力监测，充分发挥锚杆、锚索耦合作用及单体支撑作用，确保切眼刷大支护安全。

下面以7216工作面为例介绍切眼刷大支护技术。

1概述童亭煤矿7216工作面，东与7214工作面相邻，南为7214（里）工作面，西至F10断层防水煤柱，北为设计的7218工作面。

煤质较软，平均煤厚2.0m，煤层倾角9～17°，直接顶岩性为泥岩，煤层结构复杂，因断层等因素，设计为里、外切眼（长度分别为90m、55m），巷道埋深为-633m～-675m。

2支护参数选取外切眼导硐断面设计宽2.8m，高2.6m，因巷道放置时间长及受压变形等因素，现两帮内移、底鼓，断面净宽1.6m、净高1.5m；里切眼导硐断面设计宽3.4m，高2.6m，巷道除底鼓变形量较大外，基本无变形。

根据支架参数，切眼刷大后断面为：净宽7.0m、净高2.6m。

针对里、外切眼断面变形不同情况，根据矿压观测数据、锚杆支护技术参数计算，将外切眼分为二次刷大；里切眼一次刷大。

“三软”地层综采工作面切眼扩刷、支架安装新工艺
董绍才
【期刊名称】《山东煤炭科技》
【年(卷),期】2000(000)A05
【摘要】介绍了综采工作面切眼扩刷支护、支架安装方法。

【总页数】2页(P99-100)
【作者】董绍才
【作者单位】龙口矿务局北皂煤矿
【正文语种】中文
【中图分类】TD353.6
【相关文献】
1.“三软"煤层综采工作面切眼刷大、支架安装新工艺 [J], 周四海
2.综采工作面切眼刷扩施工方法探讨 [J], 彭志兵
3.复合破碎顶板综采工作面切眼支架安装新工艺 [J], 张忠福;张彦平;周卫东
4.综采工作面大断面切眼刷扩技术 [J], 王庆来;黄仁屏;李方耀
5.大采高综采工作面切眼扩刷支护技术研究 [J], 李利东
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三软煤层大跨度切眼掘进及围岩控制技术丁国峰; 黄克军; 金声尧【期刊名称】《《煤矿安全》》【年(卷),期】2019(050)012【总页数】5页(P76-80)【作者】丁国峰; 黄克军; 金声尧【作者单位】陕西煤业化工技术研究院有限责任公司陕西西安 710065; 煤炭绿色安全高效开采国家地方联合工程研究中心陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TD353切眼是煤矿采煤工作面设备安装并开始回采的场所。

现阶段我国煤矿切眼主要开挖方式有一次成巷和多次成巷等，其选择与煤层赋存条件、掘进机械性能、回采设备要求、维护时间等因素有关[1-3]。

一次成巷技术施工工艺组织复杂、掘进机械要求高、支护难度大；多次成巷可有效减小大跨度顶板岩层在水平应力作用下压曲变形，减少大跨度切眼悬露的时间，因此多次成巷方式应用较广[4-5]。

目前，为满足综放和大采高工作面设备安装空间的要求，且采煤机及支架等设备大型化趋势加快，切眼跨度已增大至10 m 以上。

同时，三软煤层松软破碎的顶板条件给切眼的安全掘进、刷扩带来了严峻的挑战[6]。

大断面切眼多布置于煤层底板，以往的研究多集中在切眼围岩应力水平、位移和塑形区的分布等方面[7-8]。

为此以力学建模分析为理论依据，研究切眼顶板岩层稳定性的判断准则，找到顶板稳定岩层，指导切眼掘巷方式的选择；同时，针对三软煤层顶板软弱破碎的特点，提出了L 型切眼掘进和支护技术，同时减小了三软煤层大跨度切眼压曲效应，保证切眼掘进和扩刷时顶板的安全。

1 大跨度切眼顶板失稳垮落理论1.1 层状岩层挠度层状结构是我国煤矿顶板岩层的主要结构形式，水平应力是层状结构顶板破坏的主要动力根源之一[8-9]。

研究表明，当岩层厚度大于0.4 m 时，由其组成的顶板稳定性较好，而我国煤矿采煤工作面切眼跨度多为7～10 m，甚至可达10 m 以上，顶板岩层厚度与跨度之比在1/100～1/5 范围内，因此可将顶板岩层视为薄板，应用弹性力学理论中薄板的有关假定，使得问题得到进一步简化[10-11]。

浅谈“三软”煤层回采巷道支护技术在采煤工作面回采过程中回采巷道占据着重要的位置，在煤软、顶板软和底板软且受上覆煤层采动破坏和影响的煤层中，回采巷道的支护形式决定了其服务年限，选择合理的支护方式对保证回采工作面安全标准化生产、减少巷道维护成本至关重要。

标签：三软煤层；巷道支护；松帮卸压引言三软煤层选择合理的巷道支护方式对保证巷道支护质量具有十分重要的意义，如果支护方式好支护参數选择不合理，就会增加支护维修成本，不仅影响掘进进度而且影响支护质量。

三软煤层巷道围岩属于差异性较大的非均质层状赋存，表现为围岩难以形成承载结构、强烈的两帮移近量、片帮和围岩不均匀整体下沉。

因此合理的支护设计在保证安全生产的前提下可以有效降低支护成本、提高掘进速度。

三软煤层开采目前在豫西存在单产不高，开采困难的现象，主要是由于三软煤层底板较软，支柱钻底量大，支柱的初撑力下降较快。

采用合理的支护方式，可以降低成本，提高掘进速度，减少巷道维修成本。

一、回采巷道变形破坏特性1.1 回采巷道围岩概况1701采煤工作面位于某矿的17采区，平均采深600m，二1煤层平均厚度为4.06m，煤层倾角16°，硬度系数?=0.15，容重1.45t/m?，黑色、深黑色，粉末状产出，煤质松软，厚度变化大。

二1煤层直接顶为泥岩、炭质泥岩及砂质泥岩，深灰色，层面含碳质及点状云母片，含黄铁矿结核，泥质胶结，平均厚度约1.63m，其抗压强度15.7 MPa，抗拉强度0.7 MPa，属于易冒落软弱岩层。

二1煤层老顶为中细粒砂岩，灰白色，以长石石英为主，局部夹黑色碳质及砂质泥岩条带，硅质胶结，厚度约4.76m，层位稳定，其抗压强度20.1 MPa，抗拉强度3.7 MPa，属于中硬较稳定型。

二1煤层直接底板为泥岩及砂质泥岩，上部灰黑色碳质泥岩，层面含炭质煤屑及大量植物叶片化石，下部浅灰色砂质泥岩，含白云母碎片及大量植物根部化石，厚度约2.91m，其抗压强度21.8MPa，抗拉强度7.4MPa，属于中硬较稳定型。

大跨度综放工作面切眼支护技术研究摘要：为实现中厚煤层放顶煤设备的升级换代，大淑村矿采用了zf4000/16/28型综放支架，支架外形尺寸：长度6400mm×宽度1500mm×高度1600mm，支架重量16028kg，工作面切眼跨度达到8m，支护难度明显增大。

我矿172207工作面大跨度切眼采取了锚网索支护，ebz—135型煤巷掘进机掘进施工，本文对大跨度切眼支护设计、施工进行了论述。

关键词：综放大跨度切眼设计施工1、工作面概述172207综放工作面地面位于大淑村矿工业广场以西，峰武公路以东，邯峰战备路以南，大淑村矿矸石山以北。

井下位于西二采区，南为172206采空区，北侧和西侧为f23断层，东侧为工业广场煤柱，下伏为已采的174205、174206保护层工作面。

本煤层属二叠系山西组地层，本区为单斜构造，走向se100°～120°，倾向ns190°～210°，倾角10°～22°，断裂构造是主要构造。

煤层赋存稳定，一般厚5.2m，局部煤层厚度有变化，煤层中含夹矸两层，夹矸为粉砂岩，其中顶夹矸厚0.03m～0.1m，距煤层直接顶板0.3m～0.5m，底夹矸厚0.1m～0.15m，距煤层直接底板1.4m～1.6m。

煤层平均倾角14°，煤层厚度2.2m～5.8m，平均煤厚5.2m。

直接顶为粉砂岩，厚度3.5m，老顶为细砂岩，厚度3.3m，底板为粉砂岩，厚度8.8m。

2、综放支架技术特征工作面采用zf4000/16/28型综放支架，支架高度最大为2800mm，最小1600mm，支架中心距1500mm，支撑高度1600～2800mm，支架宽度1430～1600mm，支架初撑力3195kn，工作阻力4000kn，支架外形尺寸：长度6400mm×宽度1500mm×高度1600mm，支架重量16028kg，采用整体顶梁加伸缩梁、四柱、四连杆、尾梁结构。

“三软”煤层大切眼全煤巷主被动联合支护技术应用针对郑州矿区“三软”煤层切眼大断面支护技术难题，以赵家寨煤矿12211综采工作面为试验地点，采用全锚网索+矿工钢主被动联合支护技术，经过现场施工、观测，取得了良好的支护效果。

标签：大切眼；全煤巷；主被动支护1前言郑煤集团赵家寨矿主采煤层为二1煤层，煤层厚度0～21.75m，平均煤厚5.5m，煤质松软，层理不清，易风化、崩解，呈现散体状，承载能力极低；直接顶板为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩，厚度0～2.7m，平均厚度18m；直接底板为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩，厚度35～5.8m，平均厚度4.5m，为典型的“三软”煤层。

在此类煤层中，以往施工切眼采用矿工钢对棚支护，棚距600mm（中-中），由于巷道断面较大，难以有效控制巷道的强烈变形，部分地段出现棚腿内折、尖顶现象，甚至工作面安装期间还需重新落底扩巷等，这不仅需要投入大量的人力和物力，也严重影响工作面的正常安全生产。

为此，我们选择在12211综采工作面切眼施工试验“主被动联合”支护，工程量180m，沿煤层底板施工，该切眼煤层厚度6～9m，平均煤厚8m，煤层倾角-2°～2°，煤层底板整体产状为：73°～106°∠3°～6°。

2支护参数的选择2.1断面参数该巷道用途为安装工作面综采液压支架、刮板运输机和采煤机等设备，巷道形状采用梯形断面如图1所示，净断面21.5m2，下净宽8187mm，净高2800mm。

由于巷道宽度较大，设计采用两次施工成巷，其中一排巷净断面13.1m2，下净宽5187mm，净高2800mm；二排巷净断面10.3m2，下净宽3000mm，净高2800mm。

2.2支护参数及材料选择锚杆：采用螺纹钢树脂锚杆Φ20mm×2000mm，打设在巷道帮部，间排距800mm×1000mm，托板100mm×100mm×8mm。

“三软煤层回采巷道刚柔结合强力支护技术研究实施方案”嘿，朋友们，今天咱们要聊的可是个技术活儿，那就是三软煤层回采巷道刚柔结合强力支护技术。

这可是个大工程，涉及到煤矿安全生产，咱们可得细细研究。

下面，我就用意识流的方式，给大家捋一捋这个实施方案。

咱们得了解三软煤层的特点。

这玩意儿软得跟豆腐似的，一挖就塌，所以支护技术就显得尤为重要。

咱们这个方案，就是要在软煤层中实现强力支护，确保安全生产。

一、项目背景及目标1.背景分析近年来，随着煤矿生产技术的不断发展，三软煤层资源得到了广泛关注。

然而，由于其特殊的地质条件，导致回采巷道支护难度较大，事故频发。

为了提高三软煤层回采巷道的安全生产水平，降低事故风险，我们提出了这个刚柔结合强力支护技术研究实施方案。

2.项目目标本项目旨在研究一种适用于三软煤层回采巷道的刚柔结合强力支护技术，通过技术创新，提高巷道支护效果，降低事故风险，实现安全生产。

二、技术路线1.刚柔结合支护技术采用高强度钢材、高性能混凝土等材料，构建一种刚柔结合的支护体系。

其中，刚性部分主要负责承受巷道顶板压力，柔性部分则用于缓解应力集中，降低巷道变形。

2.支撑体系优化对现有巷道支撑体系进行优化，提高支撑力，降低巷道变形。

具体方法包括：增加支撑点，提高支撑密度；采用高强度钢材，提高支撑强度；优化支撑结构，降低支撑力损失。

3.监测技术利用现代监测技术，实时监测巷道变形、应力变化等情况，为调整支护方案提供依据。

三、实施方案1.准备阶段（1）收集相关资料，了解三软煤层地质条件、巷道结构、现有支护技术等；（2）组织专家论证，确定项目实施方案；（3）成立项目组，明确分工，制定工作计划。

2.实施阶段（1）根据地质条件，选择合适的巷道支护材料；（2）优化巷道支撑体系，提高支撑力；（3）采用现代监测技术，实时监测巷道变形、应力变化；（4）根据监测数据，调整支护方案；（5）加强现场管理，确保施工质量。

3.验收阶段（1）对巷道支护效果进行评估，验证方案的有效性；（3）推广应用于其他类似工程。

三软煤层的支护摘要：三软煤层的岩层软弱，构造复杂，裂隙发育容易造成煤矿的安全隐患。

因此在煤炭开采过程中需要加强对三软煤层的地质勘查，进行有效的控制，保证顶板的安全生产和地板安全，防止开采过程中的塌陷事故发生。

最行之有效的方式是在煤层中进行支护技术创新，在松软的三软煤层中，地压太大，巷道维护具有一定的困难。

关键词：三软煤层；支护；巷道维护；安全1三软煤层采用支护技术的必要性三软煤层是指顶板、地板及开采曾都比较松软的复杂的煤层地质结构，在开采中具有很大的难度，对开采技术是一个非常大的挑战。

特别是在煤岩层中进行巷道挖掘和开采，使得围岩的原始力受到破坏，岩体的经应力受到威胁，容易产生岩石断裂或者坍塌的现象。

煤层的经应力主要取决于岩石的强度和其弹塑性的分布。

而三软煤层的强度比较低，开挖后又破坏了原来岩层的结构，使得二次应力受到了威胁，岩体进入塑性变形，因此需要加强其支护的力度，保证原来的岩层结构，才能较好的驰骋煤层，完成开采过程。

否则，挖掘巷道后会破坏原有的煤层结构，煤层的支持力度不够，应力集中，在巷道两帮的岩梁支撑点发生断裂。

而对于相对较硬的煤层，如果使用进入塑性状态的支付将会丧失其原有的承载力，进行巷道开挖之后，塑性能将以各种形式释放出来。

这时候采用支护的技术进行煤层支持，取代原有的承载力，虽然开挖后引起的向临空区运动的合力不仅仅是靠支护力承担，但是塑性状态的不可避免使得支护力变得非常必要。

考虑到要将其岩层巨大的塑性能以某种方式释放出来，在软煤层设置支付的过程中势必要有足够的变形空间和释放空间。

三软煤层的挖掘比较容易，但要保障其安全和稳固却有一定的困难，特别是其维护需要相当先进的支护形式和支护技术作为保障。

当前面的三软煤层，及各个结构和性质差异较大的岩石层结构，缺乏一种能够普遍适应的支护方法。

但是对于三软煤层，进行有效的支护必须要根据其性质和地压的特点进行合理的选择和必要的勘测。

在正确勘测其岩层的结构和特性之后，选择相应的巷道位置和断面技术，使其处于稳定的状态。

“三软”煤层综采工作面切眼刷大、支架安装新工艺【摘要】介绍了综采工作面切眼刷大支护、支架安装方法。

【关键词】“三软”煤层切眼刷大支架就位1 概述童亭煤矿7216工作面，煤质较软，平均煤厚2.0m，煤层倾角9°～17°。

直接顶岩性为泥岩，厚度 2.0m，煤层结构比较复杂，煤层厚度变化也较大，设计采用综合机械化采煤。

7216综采工作面切眼全长150m（上切眼95m，下切眼55m），采用锚带网索支护，要求刷大后净宽7.0m，净中高2.6m（轨面）。

设计先刷下切眼，支架安装后再刷上切眼，下切眼刷大侧采用锚带网索支护，刷大后采用打4排顺山单体挑棚支护，由于巷道属于三软煤层，巷道顶板不稳定，巷道跨度大，来压容易推倒单体出现垮棚现象，施工不安全。

1.1 分段刷大切眼7216综采工作面的下切眼为在掘进过程中施工的小断面巷道，采用锚带网索支护，净宽2.0m，净中高2.6m，工作面支架安装前先将切眼扩刷成大断面（分两次刷大），锚带网索支护。

由于切眼刷大后净宽达到7.0m，巷道跨度较大，为防止顶板下沉，打4排单体顺山挑棚（液压单体配合铰接顶梁）支护，单体确保正规有劲，“三软”煤层、破碎顶板工作面初撑力≮50kN，中等稳定工作面初撑力≮70KN，支柱棵棵穿鞋，并拴齐防倒绳，见图1。

根据地质条件及切眼长度，将下切眼分成2段，每段长度为25～30m，放炮攉出的煤采用40T链板机运出。

1.2 支架就位7216下切眼扩刷完毕后，使用上下口对拉稳车将液压支架拉至工作面安装位置，同时配合单体和导向轮使支架安装就位。

1.3 其它设备的安装工作面运输机的安装随支架的就位同时进行，并与支架连接好。

采煤机的安装在工作面运输机安装完毕后进行，运输系统的安装可与支架安装同时进行、平行作业。

2 问题的提出采用上述传统的综采工作面切眼扩刷安装方法，存在如下缺点：（1）工作面顶板难以维护：由于切眼刷大后，不仅跨度大而且长度较长，顶板压力大，尤其在“三软”煤层中，支护更加困难，有时甚至造成顶板事故。

采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术发布时间：2023-06-07T03:04:42.985Z 来源：《科技新时代》2023年5期作者：汤涛[导读] 采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术是一种新型的采煤技术，其主要特点是将采煤工作面的断面增大到较大的范围内，同时采用切眼掘进的方法进行采掘。

陕西中能煤田有限公司（陕西省榆林市719015）摘要：采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术是一种新型的采煤技术，其主要特点是将采煤工作面的断面增大到较大的范围内，同时采用切眼掘进的方法进行采掘。

这种技术能够有效提高采煤效率和采煤工作面的稳定性，减少煤炭的浪费和损失，是当前煤炭工业中一种非常具有前景的技术。

本文主要探讨了采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术，介绍了其工作原理、应用情况。

以期为煤炭工业的可持续发展提供技术支持。

关键词：采煤；工作面大断面切眼掘进；支护技术引言随着我国煤炭工业的不断发展，煤矿采煤技术也在不断创新和改进。

采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术是一种新型的采煤技术，具有高效、安全、节能等优点，在煤矿采煤中得到了广泛应用。

该技术可以通过增大采煤工作面断面和采用切眼掘进方法，提高煤层利用率，降低采煤成本，提高矿井安全生产水平。

但是，在实际应用中，该技术仍面临一些问题，如支护技术不够完善、自动化采煤技术不够成熟、对煤矿环境影响等。

因此，进一步研究和改进该技术，提高其适应性和可靠性，是当前煤矿采煤技术研究的重要方向。

本论文旨在对采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术进行深入探讨，为煤炭工业的可持续发展提供技术支持和指导意义。

1 技术原理及优势1.1 技术原理采煤工作面大断面切眼掘进及支护技术是指在大断面工作面上，采用“切眼掘进，短壁支护”的方法进行采掘。

具体来说，就是在工作面顶板上预留一定宽度的煤层，然后采用分段掘进的方法，依次将切眼沿工作面方向逐渐掘进，同时使用短壁支护方式对工作面进行支护。

这种方法不仅可以增加工作面断面面积，提高采煤效率，还可以降低工作面煤尘、瓦斯等有害气体浓度，提高矿井安全生产水平。