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深井软岩巷道顶板治理实现新突破

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第２期　铁法科技　２０１４年１１月　
信息之窗　
深井软岩巷道顶板治理实现新突破　

日前，山东能源新矿集团新巨龙公司大力倡导　
“攻克困难点就是激活创效点”的理念，在２０１３年３　
月份国内首创综放工作面沿空侧超前支架循环步距　
设计后，再次变大支架“单独支护”为大小支架“搭　
配支护”，解决了“顶板压死支架”这一难题。　
该公司实行综采放顶煤沿空开采工艺，在早期　
开采中，使用ＺＴＣ３００００／２５／５０型交替迈步支架进　行上下巷超前支护，该类型支架工作阻力大，循环步　距与工作面支架循环步距一直都是０．８ｍ，从工作面　出口向外５０ｍ范围内沿巷道布置５组，较好地确保　了矿井１３０１Ｎ、２３０１Ｓ第一对工作面的开采。　该公司在１３０２Ｎ、２３０２Ｓ第二对工作面投产后，　伴随开采深度增加，顶板破碎程度、下沉速度和变形　幅度等矿压作用逐步凸显，开始出现“顶板压死支　架”的现象，人工放顶、卧底等应对措施不光耗费人　力，还耽误时间。架子挪不动，给生产带来了极大影　响，致使矿井整个系统都必须停下来，全矿上下十分　着急。该公司曾通过增加伸缩油缸行程将超前支架　循环步距从原来的０．８ｍ扩大至１．６ｍ，支架升降对　顶板造成的破坏频次相应降低１倍，“压死支架”现　象得腿较大缓解，但仍未完全杜绝。　为解决这一难题，该公司创新工艺、优化设计，　研制出一种ＺＱ４０００／２０．６／４５型单元式超前支架，　该类支架额定工作阻力为４０００ｋＮ，是原支架的１／８。　
该公司将两类支架搭配使用，在工作面向外３０ｍ的　
顶板变形最集中位置使用１　５组新型支架，再往外　
２０ｍ顶板较完整处使用２组原类型支架。工作面推　
进一个循环０．８ｍ，“大支架”仍按０．８ｍ迈步前进，　
在两类支架结合处空出０．８ｍ的空间，再将距工作　
面最近的１组“小支架”一次牵引到该空间内，一次　
迁移步距达到了３０ｍ，是“大支架”的３７．５倍，极大　
程度上减少了支架对顶板的反复支撑次数和作用　
力，彻底杜绝了“压死支架”现象。　
（摘自《煤炭信息》周刊）　

中煤集团成功研制８．５ｍ世界超高超大液压支架　
ＦＩ前，中煤集团所属北煤机公司成功研制　ＺＹ２２０００／３９／８５Ｄ型特大采高强力轻量化掩护式电　液控制支架。该支架支撑高度为８．５ｍ，工作阻力为　２２０００ｋＮ，为目前世界上支撑能力最大、支撑高度最　高、防护性能最好、预期使用寿命最长的煤矿综采支　护设备，核心技术包括特大采高工作面安全支护与　防冒顶防片帮新技术、超长超大直径立柱的稳定性　与可靠性高寿命技术、强力轻量化超高强新材料新　・７０・　工艺新手段制造技术、超大流量旁路快速移动智能　
控制及自动增压技术、超大设备的高可靠性高寿命　
验证新技术及新手段、特厚难放煤层开采支护新技　
术新工艺与新型装备。该自主创新产品的成功研　
发，将推动８ｍ以上特厚煤层开采新工艺创新，带动　
世界煤机装备制造业的全面升级。　

（摘自《煤炭信息》周刊）

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深井破碎软岩巷道支护参数设计研究

深井破碎软岩巷道支护参数设计研究

ＬＩ Ｘｕ ｅ — ｂ ｉ ｎ 。 ＸＵＥ Ｈｕ ａ — ｊ ｕ ｎ ， ＹＡＮＧ Ｒｅ ｎ — ｓ ｈ ｕ ’ 。 ， Ｗ ＡＮＧ Ｍａ ｏ — ｙ ｕ ａ ｎ ， Ｌ Ｉ Ｔａ ｏ — ｔ ａ ｏ ， Ｈ Ｅ Ｔｉ ａ ｎ － ｙ ｕ （ １ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ａｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ（ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ） ，
和 回采 动压 条 件 下对 原 支 护 方 式 与 优 化 巷 道 支 护 方 式 ， 对 巷 道 围岩 的稳 定 性 进 行 分 析 。分 析 结 果 表 明 ， 巷
道顶板 、 帮部 、 底角锚杆分别采用长 ２ ０ ０ ０ Ｉ ｎ ｍ、 ２ ２ ０ ０ ｍｍ、 ２ ４ ０ ０ ｍｍ 的 ２ ０等 强 度 右 旋 螺 纹 钢 锚 杆 、 喷 层 厚 度
第 ２ ２卷 第 １ ２ 期
２ ０ １ ３年 １ ２月
中 国 矿 业
ＣＨ Ｉ ＮＡ Ｍｌ ＮＩ Ｎ Ｇ Ｍ ＡＧＡＺＩ Ｎ Ｅ
Ｖｏ Ｌ ２ ２，Ｎｏ ． １ ２
Ｄｅ ｃ ． ２ Ｏ１ ３
采 选 技 术
深 井破 碎 软 岩 巷 道 支护 参 数设 计研 究
李学彬 ，薛华俊 ，杨仁树 ，王茂源 ，李涛涛 ，何天宇
ｌ ａ ｙ ｅ ｒ， ｐｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ｏ ｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｒ ｏ ａ ｄ ｗａ ｙ ｓ ｕｐ ｐｏ ｒ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏｄ， ａ ｎｄ ａ ｎａ ｌ ｙｚ ｅ ｄ ｒ ｏ ａ ｄｗａ ｙ ｓ ｕｒ ｒ ｏ ｕｎ ｄｉ ｎｇ ｒ ｏｃ ｋ ｓ ｔ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｏｒ ｉ ｇｉ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｒ ｏ ａ ｄｗａｙ ｓ ｕ ｐｐ ｏｒ ｔ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｕｎｄ ｅ ｒ ｔ ｈｅ ｃ ｏｎ ｄｉ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｏ ｆ ｄｒ ｉ ｖｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｄｙｎ ａ ｍｉ ｃ ｍｉ ｎｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓｕ ｒ ｅ
深井软岩条件下巷道变形观测与分析

深井软岩条件下巷道变形观测与分析


月共 ２０ ０ 余天观测结果表明 ， 巷道收敛变形明显 ， 其
中全宽最 大变形值 为 １５ ｍ， 板下 沉最 大值 为 ７ｍ 顶 １０ ｍ， ２ ｒ 主要表现为掘进头顶板破碎 、 ａ 掉顶 ， 架设 的
§ｕ圆棚变形严重、 ６ 压成椭圆形。如 １２３５ 、、、 号观测点 全宽收敛速度和顶板高收敛速度变化曲线图（ ） 图２ 。
４６ ．ｍ逐渐变形为 ４７ｍ 图 ３ 。喷浆后 ， ．５ （ ） 即掘进头
。
２ ｍ以后 ， ０ 变形缓慢 ， 喷浆块掉落现象明显。
为 ３ｍ 外喷层保持完好。 ２ ｍ，
４ 变形原因分析及控制措 施
图 ３ ０９ １ ． 测得 圆棚宽度 ２ ０ ．１４目
４ １ 客观 因素 ． （） １ 巷道 埋 深 的影 响 。 随 着 埋 深 的增 大 ， 道 巷
３ １ 透、 ． 回顾巷道每 隔 ｌＯ Ｏ ｍ设一组观测 点。 观测
巷遵全宽和顶板变化量
运顺巷道 自２０ 年 ６月设点观测至 ２ １ 年 ２ ０９ ００
ｌ顾甜观 Ｉ巷道收 度变 铡 运 曩点 敛速 化曲
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巨翟匦匿匪蟊耍圆
匦巫匦墅匦囹
Ｉ ５ 涓 道收 速度 化曲 运顾 栅Ｅ 点巷 敛 变 线ｌ
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巨薹塾蛋匿三砸砸函圃
巨至匦疆匿三面瓤函函
图２ １２ ３ ５ 、 、、 号观测点全宽收敛速度和顶板高收敛速度变化 曲线图
无伪顶 ， 直接顶为黑褐色油页岩 ， 中间夹薄层 泥岩 ，
深井高应力软岩沿空回采巷道安全支护研究

深井高应力软岩沿空回采巷道安全支护研究


２２ ０ ； ３０ １
６ ０３ ） １０ １
摘
要： 通过 对某矿 ６条 正在服 务 的回采巷 道和 ３条 正在施 工 的回采巷 道 支护效 果的调 查 ， 总结 了
该矿 高应力软岩回采巷道现有支护方式存在的 问题 ， 以及巷道围岩变形破坏特征 ， 出了具体的支 提 护 对策 。并 以 １ １７工作 面回风巷 道为例 ， ２１ 分析 了其 工程 地 质 、 岩石 物 理 力 学特 性 ， 设计 了支 护方
形 成破碎 区 ， 碎 区 的发 展 导 致 围 岩 自承 圈 破 坏 。 破 对 于深部 高 应力软 岩巷道 ， 采用 普通 的锚 网支护 时 ， 对 围岩表 面 约束能 力 差 ， 能有 效 地 扼 制 围岩 的局 不
维普资讯
１ ６
陕
西
煤
炭
７ ０ ｍｍ。 ０
壁支护 ； ③减少围岩 的破坏 ， 增大 围岩的强度 ， 提高 围岩 自承 能力 。巷 道帮 由于煤 体 松 软 ， 采方 面 可 以防治 片 一 帮 ， 证锚 杆 的作 用充分 发挥 ， 保 另一方 面服 务周期 加
曲下沉 ， 棚腿 挤 出 ， 支护 失效 ， 巷道 断面快 速减小 ， 影 响行 人 、 运输 、 通风 等 安全 。受 巷 道顶 板 倾 角影 响 ，
行 了调研 （ 个 回采工作面和 ３个掘进工作面） 总 ３ ， 结 了矿井 高应 力软岩 回采 巷道支 护 中 目前 存在 的 问 题， 分析了其变形破坏特点 。如何有效加 固与合理 支护高应力软岩回采巷道 ， 控制其变形 ， 使其真正有
案， 工程应 用表 明效果 良好 。
关键 词 ： 高应 力 ９ 岩 ； 道 结构 ； ・ 软 巷 变形破 坏 ； 支护 对策
煤矿千米深井开采技术现状

煤矿千米深井开采技术现状

煤矿千米深井开采技术现状1 国内外深井开采现状在我国已探明的煤炭资源中，约占50%的煤炭埋深超过千米。

随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大，我国煤炭开采逐步转向深部，煤矿开采深度以8～12m/年的速度增加。

如何能够安全、高效、低成本地开采深部煤炭资源，将其转换为经济建设有力的能源保障，成为目前我国煤炭行业亟需寻求突破的重大技术难题。

1.1 国外深井开采现状煤矿深部开采是世界上大多数主要采煤国家目前和将来要面临的问题。

在世界主要采煤国家中，美国、澳大利亚、德国、英国、波兰、俄罗斯等国家采矿业较为发达，原西德和前苏联较早进入深部开采。

在20世纪60年代初，原西德埃森北部煤田中的巴尔巴拉矿的开采深度就已经超过1000 m，达到1200m；从1960~1990年，原西德煤矿的平均开采深度从730m 增加到900m 以上，最大开采深度从1200m 增大到1500m，并且以每年约10m 的速度递增。

前苏联在解体前的20年中，煤矿的开采深度以每年10~12m左右的速度递增。

在俄罗斯，仅顿巴斯矿区就有30个矿井的开采深度达到1200~1350m，波兰的煤矿开采深度已达1200 m，日本和英国的煤矿开采深度曾分别达到1125 m 和1100m。

1.2 国内深井开采现状近年，我国经济持续高速稳定发展，能源需求旺盛，煤炭产量大幅度增加，2012年生产原煤36.5亿t。

矿井开采延深速度加快，一大批矿井快速进入深部开采阶段。

东北及中东部地区的多数矿区开采历史长，开采深度相对较大。

预计在未来20年，很多煤矿的开采深度将达1000~1500m。

如现在新汶矿区平均最大回采深度达到1032m。

图我国煤矿千米深井分布图据国家煤矿安全监察局初步统计，我国已有平顶山、淮南和峰峰等43个矿区的300多座矿井开采深度超过600m，逐步进入深部开采的范畴，其中开滦、北票、新汶、沈阳、长广、鸡西、抚顺、阜新和徐州等近200处矿井开采深度超过800m，而开采深度超过1000m 的矿井全国有47处。