近距离煤层开采顺槽巷过乱顶支护技术

科技信息
一、概况
我队在开采14-3#层303盘区8305工作面与8303工作面时，14-3#层与上覆14-2#层属近距离煤层，层间距为1.2～12米，从开切眼向外层间距逐渐变小，14-3#层工作面与上覆14-2#层所对应工作面采用内错式布置。

两顺槽巷的顶板薄范围采用锚梁配合工字钢棚子的支护方式。

工作面开拓出来后，8305工作面运料巷距开切眼520～740米范围，皮带巷距开切眼450～620米范围；8303工作面运料巷距开切眼280～660米范围，皮带巷距开切眼320～550米范围，由于顶板薄（1.7～2.0）、岩石强度低，承载能力差，导致顶板下沉且破碎，原有工字钢棚梁弯曲变形。

尤其是运料巷由于相邻工作面采空区相邻，受采空区残余应力影响，顶板下沉与破碎及工字钢棚梁弯曲变形程度更加严重。

这种现象严重地制约着生产。

（一）地质情况
8305工作面
1.工作面参数
走向长度：1000米；倾斜长度：121米；
煤层厚度：1.8～3.6米，平均2.68米；
煤层倾角：1～5°，平均3°。

2.顶底板情况
基本顶：灰白色细砂岩，成分以石英、长石为主，含云母与FeS2结核。

厚度9.8米。

直接顶：灰白色粉、细砂岩，成分以石英为主，砂质胶结，含炭质碎屑。

厚度2.66米。

伪顶：炭质泥岩。

厚度0.07米。

直接底：浅灰色粉砂岩，夹薄层泥岩和细砂岩。

厚度0.7米。

老底：灰白色含砾粗砂岩，成分以石英、长石为主，含云母，分选、磨圆较差。

厚度20米。

3.巷道规格
两顺槽巷净断面积均为：3.6×2.6m2。

8303工作面
1.工作面参数
走向长度：846米；倾斜长度：122米；
煤层厚度：1.5～3.0米，平均2.4米；
煤层倾角：1.4～3.0°，平均2.2°。

2.顶底板情况
基本顶：灰白色细砂岩，成分以石英、长石为主，含云母与FeS2结核。

厚度9.8米。

直接顶：灰白色细砂岩，成份以石英为主，次为长石、云母等暗色矿物。

厚度6.6米。

伪顶：黑灰色粉砂岩，参差状断口，水平层理发育，含植物叶部化石。

厚度0.6米。

直接底：灰白色粗砂岩，成分以石英为主，次为长石、云母等暗色矿物。

厚度6.7米。

3.巷道规格
两顺槽巷净断面积均为：3.6×2.6m2。

（二）所用设备情况
8305工作面
1.采煤机
型号：MG300/700-WD；采高范围：1.8～3.6米；
适应煤层倾角：≤16°；牵引速度：0～7.28～12米/分；
装机总功率：700千瓦；所需电压：1140伏。

2.工作面运输机
型号：SGZ-830/630；输送量：1200吨/小时；
刮板链速：1.03米/秒；电机功率：2×315千瓦；
所需电压：1140伏。

3.液压支架
型号：ZZS6000-17/37;支撑高度范围：1.7～3.7米；
初撑力：5105千牛；工作阻力：6000千牛；
支护宽度：1.45米；所用架数：83架。

4.转载机
型号：SZB-764/132；输送量：700吨/小时；
刮板链速：1.34米/秒；电机功率：132千瓦；
所需电压：1140伏。

5.皮带运输机
型号：SSJ-1000/160；输送量：800吨/小时；
带速：2.5米/秒；储带长度：100米；
电机功率：160千瓦；所需电压：660伏。

8303工作面
8303工作面所用设备除液压支架外，其它设备与8305工作面相同。

液压支架
型号：ZZS5600-14/28;支撑高度范围：1.4～2.8米；
初撑力：4810千牛；工作阻力：5600千牛；
支护宽度：1.45米；所用架数：83架。

二、所采取措施
在开采过程中，根据两顺槽巷顶板下沉且破碎范围层间距较小，不能进行补强式支护的实际，只能采用支撑式支护。

为了将破碎且下沉的顶板控制住，我们采用了增补工字钢棚梁，单体柱棚腿子的支护方式，即在原工字钢棚子中间，再增加工字钢梁，单体柱腿棚子，使棚距由1.0米变为0.5米。

这样，就增加了对破碎顶板的管理。

如此虽能将破碎且下沉的顶板控制住，利于安全生产，但在回采时必须将部分支护材料回收出来，这就增大了开采难度。

1.增加工字钢梁，单体柱腿棚子后，过乱顶区域时，我们所采取的措施是：
当所架设的棚腿（工字钢或单体柱）影响采煤机割煤或溜头、溜尾的前移时，将其替出。

替棚腿采取架设抬棚的方法。

抬棚采用单体柱与4米长11#矿用工字钢架设，一梁四柱。

抬棚架在靠工作面侧，距靠工作面侧的棚梁梁端1米距离架设。

根据所采工作面超前支撑压力的影响情况，在抬棚超前工作面煤壁30米以上距离架设。

2.在运料巷设备列车进入乱顶区域时，为了防止顶板下沉，巷道高度降低，与设备列车高度不相适应，致使设备列车不能往外走，提前使设备列车走出乱顶区域，走在顶板完整处。

同时，加长供乳化液管路与电缆，采用长距离供电的方法。

为了联系及时、准确，采用扩音电话进行联系且必须保证通讯畅通。

同时，要求在设备列车处的工作人员，要注意倾听里边发出的声音；喊话时声音要洪亮、清晰。

语声不清，不要随便停电、送电、送液及进行其它操作，以保证工作安全。

3.为了使所架设的抬棚梁能够进入工作面液压支架的顶梁上方，我们在过乱顶区域时，对工作面进行调整，使第一架或最后一架液压支架超出巷道的中心线，能够托住所架设的抬棚梁。

4.为了保证抬棚的整体稳定性，我们在抬棚梁的端头处（距梁端0.15米）打眼，用带眼钢板（2厘米厚）做夹板，将相邻的抬棚梁联结在一起。

抬棚架设好后，当靠工作面侧的棚腿或单体柱影响采煤机割煤时，就将其回撤出来。

与工作面相对侧的棚腿或单体柱，当其将进入采空区时，在拉移该处的液压支架之前将其回撤。

5.为了确保在端头处降液压支架时，液压支架顶梁上方已托的棚梁不随之降落，我们在端头处液压支架的侧面又增架了木腿，工字钢抬棚，控制住了棚梁的活动，防止了顶板因反复承、卸载所造成的事故。

6.为了确保所架设的棚子支撑有效，在拉移转载机时，如有影响转载机或破碎机前移的棚腿要将其替出。

走设备列车或进出车时，碰倒、碰歪或碰松动的棚子，待车辆过后要及时将其扶、支好。

7.在局部顶板破碎严重处，为了防止在超前压力的作用下，顶板再次破碎、垮落，发生漏冒型漏顶事故，我们在此注射了玛丽散，将破碎的顶板粘合在一起，提高了顶板的整合度，防止了漏冒型漏顶事故的发生。

采取上述措施后，将两个工作面的两顺槽巷的乱顶区域顺利采过，达到了安全生产之目的。

三、对所采取措施的分析
1.在乱顶区域增架工字钢梁，单体柱腿棚子，增加了对巷道的支护强度，使顶板的下沉得以控制。

在以后的开采过程中，虽然棚梁不能回出，造成支护材料的损失，但取得的效益大于损失费用，在经济上是合理的。

2.采用架设抬棚的方法往出替棚腿，保证了
近距离煤层开采顺槽巷过乱顶支护技术
大同煤矿集团公司四老沟矿综采三队徐伟
［摘要］在生产实践中，笔者探索出近距离煤层两顺槽巷顶板破碎且下沉条件下的支护技术，并对这种支护技术进行了详细阐述，
供同行们在类似条件下借鉴。

［关键词］近距离煤层顺槽巷抬棚漏冒型漏顶
（下转第419页）
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棚腿回出后，棚梁下仍有支护，避免了缺拉支护现象，能够保证生产过程中的安全，是一种合理的支护方法。

3.将抬棚梁用钢夹板联在一起，提高了抬棚的稳定性，有利于抬棚梁进入液压支架顶梁后对原棚梁的顶托。

虽然抬棚梁进入采空区后，由于其上覆顶板与棚梁的跨落，致使抬棚梁对液压支架有一定的拉压力，但由于液压支架本身的稳定性好，支撑力大，此力对液压支架造不成任何不利影响。

此种方法（将抬棚梁用钢夹板联成一整体）是可用的。

4.在工作面头、尾端头处液压支架的侧面架设木腿、工字钢梁抬棚，能够控制住降液压支架时棚梁的活动，有效地防止了顶板因反复承、卸载所造成的事故。

这是一种积极而合理的支护方法。

5.在顶板破碎严重区域采用注射玛丽散的方法，将破碎顶板粘合
在一起。

虽费用较高，增加了开采成本，但提高了破碎顶板的整合度，有效地防止了漏冒型漏顶事故的发生，提高了过乱顶区域时的推进速度，所取得的效益大于注射玛丽散的费用，是一种积极的先进技术，值得广泛地推广与应用。

6.提前使设备列车走出顶板破碎范围，采用长距离供电、供液的方法，是一种积极的方法，它有利于乱顶工作的顺利进行，也有利于工作人员的人身安全。

四、结论
我们所采用的支护技术，解决了近距离煤层两顺槽巷顶板破碎且下沉条件下的开采难题，为以后类似条件下的开采找到了方法，提供了可借鉴的支护技术，具有广泛的推广与应用价值。

（上接第418页）高速公路是一项空间跨度大的线性工程，山区高速公路不可避免要穿越各类地貌单元，会遇到一些不良地质体。

因此，在选线和定线过程中，要充分发挥地质选线的作用，最大限度地利用既有地形和地质条件，有效避让不良地质体。

在满足设计指标和经济指标的前提下，尽量寻求对地形和地质扰动最小的路线方案,以减少对不良地质体的整治和改造，从而确保工程施工安全和运营安全。

1、项目背景
西部开发省际公路通道重庆至长沙公路彭水至武隆段是宁波至樟木国家重点干线公路的重要组成部分，是实施西部大开发战略的公路运输大通道之一，也是重庆市公路网主骨架的重要组成部分。

鉴于本项目路线较长、桥隧众多、特大型构造物相对集中，加上所在区域地形复杂、山峦叠嶂、断裂发育、地层结构多变、不良地质现象及特殊路基种类多而分布广，因此在选线和定线过程中必须充分考虑路线沿线的地质状况，有效减低设计和施工难度。

在本项目初步设计阶段路线方案一中经过的大木桥～棉花坝地段地质条件复杂，需进行深入的分析、判断，确定路线是否避让或绕行。

2、分布条件（1）大木桥～棉花坝地段地貌属于剥蚀构造低山丘陵区,构造单元为川东褶皱带，断裂构造不甚发育,褶皱形态完整。

根据我国滑坡分布规律,在一系列断裂不甚发育、褶皱形态完整的地段,地貌上又属剥蚀构造低山丘陵区,则往往滑坡分布比较普遍,滑坡类型以岩层顺层滑坡和崩坡积物的堆积层滑坡为主。

（2）根据西南地区滑坡工程地质理论研究和工程实践经验总结，确认中三叠系泥灰岩、页岩地层为易错动滑移的地层，在倾角为20°～40°的岩层层面构成的斜坡坡面地段，岩层顺着层间错动带向下滑移形成顺层滑坡，顺层滑坡的滑坡壁倾角不超过30°。

本段不良地质体发生在中三叠系雷口坡组的泥灰岩、页岩地层中，岩层倾角一般为16°～30°。

3、地形地貌特征
现时的地形地貌形态是地球内外应力综合作用的结果，不同地质作用形式的地质体，有不同的地形地貌特征。

根据这些不同的地形地貌形态，可以识别地质体的类型、分布、特征值等等。

本段地形地貌具有如下特征：
（1）圈椅状地形。

滑坡造成的地貌形态，因后期剥蚀作用会有所破坏，但从宏观看仍然具有清晰的圈椅状、向乌江低倾的地形形态，这是滑坡遗留的痕迹。

（2）双沟同源现象。

滑坡体两侧冲沟在滑坡体后缘沟通呈钳形状，这是滑坡体产生后才形成这两条冲沟同一个源头的特殊地貌形态，是古滑坡存在的典型地貌特征。

（3）鼻状地形。

沿滑坡体主滑动轴向作一纵剖面，从纵剖面上可见上陡、中缓、下陡的鼻状斜坡地形。

这是山体发生过滑动的滑坡地形形态。

（4）塔式微地貌。

自滑坡体后缘向滑坡前缘方向，滑坡体宽度逐渐变大，呈现上小下大的塔式微地貌特征。

这是典型的牵引式滑坡地貌特征。

（5）外弯地形河岸凸出。

滑坡前缘下滑伸入乌江河床形成凸岸，这是滑坡存在的证据之一。

（6）临空面的存在。

雷口坡组地层倾向乌江，与拟建的本项目彭水～武隆段近于平行，岩体为顺向坡，具有足够的临空面。

4、航片判释
本段所用的航片为1：2万的黑白照片，判释要点如下：（1）在立体目镜下，山坡坡体呈特殊地形，坡面向两侧冲沟呈弧形突起，为滑坡山体的微地貌特征。

（2）滑坡体后壁已有植物生长，因此色调较深。

（3）成层岩石层序中断由非构造原因所致，为滑坡特征。

（4）滑坡体整体呈现簸箕形地形特征，为滑坡地貌特征。

（5）双沟同源现象的存在，是古滑坡地貌的特征。

（6）滑坡体前缘均已部分伸入乌江，遭受乌江冲蚀形成凸岸，为滑坡地貌特征。

（7）全段沿乌江南岸呈现凹凸不一的岸型，说明各个滑坡段规模及外界影响因素的差异。

5、滑坡形态要素的存在（1）坡壁的存在。

滑坡壁上生长有植物，倾向乌江，倾角20°左右。

（2）滑坡台阶的存在。

见有三级滑坡台阶，说明有的滑坡经过三次大的滑坡。

（3）滑坡鼓丘的存在。

滑坡在向前滑动时，因滑床地形的起伏不平而受阻碍时，在地表形成隆起丘地。

（4）滑坡带的存在。

从钻孔所取岩芯可见，颜色和成分复杂，所含灰岩碎块都具有磨光现象，小砾石上还有滑动形成的刻痕，片状碎石有错断断口。

这些为滑动带物质。

（5）滑坡前缘的存在。

虽然滑坡前缘伸入乌江，但部分前缘依然可见。

6、演化机制模式
本段不良地质类型应属滑坡，其演化机制模式为滑移—弯曲破坏型（溃曲型）。

由于层间错动发生滑移、弯曲的破坏，导致部分岩体直立、尖顶褶曲、搭接等一系列现象的产生。

这在云阳西城赵家沱滑坡
（J 2x 层位）
、奉节至兴隆场顺层岸坡由滑移—弯曲发展为滑坡（T 2L 层位）等的很多实例中可见。

7、不良地质类型的认识及其稳定性评价（定性评价）综合上述理由，认为这是一个巨型古滑坡，滑坡体后缘标高西高东低，被规模不同的冲沟切割成6个次一级滑块。

目前，滑坡体上林木生长正常，坡体表面无裂缝和不均匀沉陷现象，滑坡后壁长有植物，农民建房居住、种植耕作、繁衍后代，但下述事实不容忽视。

（1）据当地农民介绍，本段319国道年年塌陷，年年都需维护处理。

（2）319国道运营部门在烂沟子沟口竖有警示牌，上写：“注意：武隆至罗英山隧道路段多处滑坡！掉石！过往车辆行人注意安全”
（3）据现住花地湾的黄寿阳老人（现年71岁）介绍：“听先父告诉，原住烂沟子西侧的无名沟内，清宣统年间因沟边山体滑塌被迫搬迁到花地湾居住。

”
（4）住太平村的陈老汉（农民）介绍：“桐子湾两侧都发生过滑塌。

”（5）现有的几条冲沟中，仅部分冲沟有基石出露，还有部分冲沟中仍为粘土、碎石、砾石堆积，未见基岩在沟内出露。

根据划分稳定滑坡体和不稳定滑坡体的标准来衡量，本段滑坡与稳定滑坡的标准大部分吻合，部分符合非稳定滑坡的标准。

因此，认为该段滑坡目前处于稳定状态，在公路工程施工控制不当和乌江洪水的不断冲蚀下，不排除该段古滑坡有重新复活的可能性，线路经过此地段以采取绕避古滑坡的方案为宜。

大木桥～棉花坝地段不良地质体类型的初步判断
宁夏公路工程质量监督站刘宁
［摘要］
本文结合重庆至长沙公路彭水至武隆段初步设计阶段对大木桥～棉花坝地段不良地质体类型的初步判断实例，具体介绍了山岭地区高速公路在选线与定线过程中通过对地质体分布条件、地形地貌特征、航片判释等各个方面综合判断，初步确定不良地质体类型，充分发挥了工程地质选线在山岭重丘区路线选定过程中的作用。

［关键词］不良地质体地质选线。