白坪煤业公司缸沟风井矿压显现分析和控制方法的探讨.pdf

第 2 6卷第 l 2期 2 0 0 7年 l 2 月 煤炭技 术 C o a l Te 1c h n o l o Vn 】 ． 2 6 ． No ． 1 2 D e c， 2 0 0 7 白 坪煤业公司缸沟风井矿压显现分析和控制方法的探讨 霍光生 ，刘朝伟 ，崔红毅 1 ． 郑州煤业集团公司 白坪煤业公司，河南 登封 5 2 4 8 2 ；2 ． 河南邦泰合力管理咨询有限公司，郑州 4 5 0 0 5 3 摘要 通过对 白坪煤业公司缸沟风井地质情况和矿压表现形式的描述， 分析了矿压显现的原因， 阐述矿井后期各 种矿压的有效控制方法。 关键词 矿压分析 ；控制方法；探讨 中图分类号 T D 3 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 0 0 r 7 1 2 0 1 1 9 0 1 Di s c u s s i o n o n Oc c u r r e n c e An a l y s i s a n d Co n t r o l l i n g M e t h o d s o f S e a m Pr e s s u r e o f Ga n g g o u W i n d we l l o f Ba i p i n g Co a l Co m p a n y HUO Gu a n g s h e n g ，L I U Zh a owe i ，CUI Ho n gy l‘ 1 ． B a i p i n g C o a l Mi n e ， Z h e n g z h o u Mi n i n g I n d u s t r y G r o u p C o m p a n y ， D e n g f e n g 4 5 2 4 8 2 ， C h i n a ； 2 ． H e n a n S a n g t a i H e l i Ma n a g e m e n t C o n s u l t i n g L t d ． ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 5 3 ， C h i n a Abs t r a c t Th i s r e s e a r c h d e s c rib e s t h e g e o l o g i c f e a t u r e s a n d s e a n l p r e s s u r e s i t u a t i o n s o f Gan g g o u W i n dwe e l o f Ba i p i n g Co a l Co mp any，b a s e d o n wh i c h the a u t h o r p r o b e s i n t o the r e a s o n s f o r s e a m p r e s s ure an d t h e e ffe c t i v e m e t h o d s t o c o n t rol d i f f e r e n t s e a n l p res s u r e d u ri n g t h e e n d i n g p h ase ． Ke y wo r d s an a l y s i s s e a n l p r e s s u r e；c o n t rol me t h o d；d i s c u s s i o n 0 概述 郑煤集团白坪煤业公司缸沟风井原为私营小煤矿 ， 2 1X 2 年由郑煤集团公司收购， 后经过技改设计生产能力 4 5 万 t ， a u ， 主采二 1 煤层， 随着矿井上部资源的减少和向深部延伸 ， 原 下山巷道矿压表现突出， 采用常规的巷道支护方法不能有效 控制矿压。在实际生产中， 通过试用多种支护方式 ， 不断观 察和改进。查找出了矿压显现的原因， 探索出了适合矿井后 期控制矿压的几种有效方法。 1 地质概 况 二 煤层位于山西组下部， 上距砂锅窑砂岩平均间距 6 5 m， 下距 石灰岩 3 1 m， 二 煤层厚 0～2 6 ． 7 9 m， 平均厚度为 5 ． 3 0 m， 煤层顶板大部为厚层 、 巨厚层中及细粒砂岩， 厚度 0 ～ 2 0 ． 8 m， 一般厚 4～8 m， 煤层底板为薄及 中厚状砂质泥岩 为主， 厚度 0 ． 1 ～8 ． 3 6 m， 一般厚 1 ． 2～2 ． 5 m。 2 巷道支护的矿压表现形式 在郑煤集团公司收购前， 巷道沿煤层 ， 术梯形支护， 后经 过技改为工字钢梯形铁棚支护， 随着矿井的回采 ， 下山支撑 煤柱越来越少， 巷道首先表现为两帮臌出， 腮帮煤体垮落， 护 帮椽子崩断， 继而表现为底板臌出， 顶板下沉 ， 工字钢梁被压 得严重变形 、 折断、 崩齿， 棚腿被压得扭转、 推出等。 3 巷道矿压显现原因分析 稳定岩层本身压力对巷道不产生破坏作用 ， 对巷道产生 破坏的压力主要来源于顶部采空区内的动压， 由于巷道直接 顶为 8 ． 7 7～ 2 2 ． 6 2 m的中粒砂岩， 老顶为 1 ． 2 8～7 ． O 1 m厚的 中粒砂岩， 巷道顶部岩层紧固成一个整体， 使其在巷道顶部 产生一个“ 岩体梁” ， 在矿井初期和中期， 巷道保护煤柱没有 破坏， 形成支撑平衡 ， 在矿井后期， 随着保护煤柱的减少， 当 支撑平衡被打破后， 顶板整体下沉， 煤柱被挤压变形 ， 在巷道 中以两帮臌出， 腮帮煤体垮落， 护帮串杆崩断显现； 继而表现 为底板臌出， 工字钢梁被压得严重变形、 折断 、 崩齿， 棚腿被 压得扭转 、 推出等。 4 巷道矿压控制方法 4 ． 1 顶压控制 方法 由于巷道顶部岩层大部份较好， 除局部顶板破碎外 ， 大 部份顶板较好。对于顶板岩层的局部破坏， 可以通过在巷道 顶部铺设顶网， 打锚索， 为裸露的顶板提供一种有效的托护 力来解决。同时在设计尽量减少大断面， 缩小顶板跨度， 保 证顶板相对稳定性 ， 提高岩层本身的抗破坏能力。 4 ． 2 侧 压控制方法 巷道侧压也是来源于顶部采动压力， 要完全控制巷道两 侧的压力 ， 不使两帮煤体发生臌出， 非常困难。应尽最大努力 把两帮臌出控制在一定范围之内， 便达到了控制巷道侧压的 目的。因此控制巷道侧压的第一步是防止两帮臌出的煤体产 裂隙、 松散、 垮落。在支护上两帮使用加长锚杆配合金属护 网， 主动约束煤体内压引发的两帮煤体臌出， 是较好方案。 另外 ， 在巷道断面形状设计上 ， 对巷道侧压控制的影响 较大。正梯形断面， 巷道的两腮帮煤易发生滚落； 倒梯形断 面， 巷道帮脚会快速向巷道中心移近。一般情况 ， 巷道设计 为矩形断面， 对控帮较为有利； 如果施工便利， 把巷道两侧施 工为弱成内凹的形状， 对控制巷道两侧的臌出更为有利。 4 ． 3 底压控制 方法 对于底臌 ， 实际生产中一般不采取控制措施， 因为一采 取控底压措施 ， 妨碍巷道作业时的设备运输和安装。如底臌 较严重 ， 在生产条件许可下， 一般采用每 5 m支设一根上下 带帽的点柱 ， 即控底又控顶， 直接、 可靠有效 ， 如条件许可 ， 可 采取向底下施工锚索方法来控底， 效果很好， 只是施工困难。 5 结束语 在煤矿后期巷道维护时， 由于顶部采空区内采动压力的 影响， 常规方法不能控制矿压对巷道产生破坏。白坪煤业公 司在实际生产 中， 通过对矿压的观察、 分析， 总结了几点教 训 1 尽是避免使用钢性不可缩支护材料。 2 对主要峒室， 通过留设大煤柱， 尽最大努力维护顶部 岩层的稳定 ， 最大限度保持煤岩的支撑平衡 ， 控制顶板整体 下沉。 3 控顶先控帮， 尽量主动约束两帮煤体的臌出， 必要时 采用锚索。 4 顶 、 帮支护必须及时， 尽量保持顶、 帮的围岩完整 ， 勿 使其产生裂隙而破碎。 5 巷道断面形状应设计为简单的矩形。 6 巷道扩修时掘进时应尽量避免大面积空顶作业。 7 尽可能缩短巷道的使用期。 收稿 日期 2 0 0 7 0 81 2 ； 修订 日期 2 0 0 71 00 3 作者简介 霍光生 1 9 7 3一 ， 男， 河南杞县人， 工程师， 1 9 9 3年毕业 于焦作煤校， 现任郑煤集 团白坪公司副总工程 师， T e l 1 3 9 3 8 5 7 05 71 。 维普资讯