偃龙矿区三软煤层支护技术研究
“三软”不稳定煤层采煤工作长期停产期间综合防灭火技术的研究与应用
“三软”不稳定煤层采煤工作长期停产期间综合防灭火技术的研究与应用【摘要】本文针对“三软”不稳定煤层采煤工作长期停产期间的防灭火技术展开研究与应用。
通过分析煤层的特点和采煤工作长期停产的风险，提出了综合防灭火技术措施，并对其应用效果进行了评价。
研究发现，这些技术措施能有效减少火灾事故的发生，保障矿井和工人的安全。
本文总结了这些技术的优势并展望了未来的研究方向。
提出了研究成果的应用推广建议，为煤矿安全生产和防火工作提供了有益的参考。
通过本文的研究与应用，可以为煤矿生产的安全稳定提供新的思路和方法。
【关键词】“三软”煤层、采煤工作停产、防灭火技术、应用效果、技术优势、煤层特点、风险分析、技术总结、成果推广、展望未来1. 引言1.1 研究背景煤炭资源是我国主要能源之一，而煤矿开采过程中存在着“三软”不稳定煤层问题，给采煤工作带来了极大的安全隐患。
针对这一问题，矿山企业通常采取停产措施，以避免发生危险事故。
长期停产不仅会造成资源浪费，还会影响生产进度，对企业带来经济损失。
针对“三软”不稳定煤层采煤工作长期停产期间的综合防灭火技术的研究与应用显得尤为重要。
通过对该技术的研究，可以有效解决长期停产期间煤层的稳定性和防灭火难题，保障采煤工作的安全和顺利进行。
该技术的应用还能提高煤炭资源的开采效率，减少能源资源的浪费，对于提高煤矿的经济效益具有重要意义。
本文旨在对“三软”不稳定煤层采煤工作长期停产期间的综合防灭火技术进行深入研究与探讨，为煤矿企业在面对“三软”不稳定煤层问题时提供有效方法和技术支持。
1.2 研究目的研究目的是为了探索在“三软”不稳定煤层采煤工作长期停产期间的综合防灭火技术，从而提高矿井安全生产水平。
通过深入研究该技术在实际生产中的应用效果，评估其在防灭火工作中的有效性和可行性，以及探索其在其他煤矿和煤炭生产企业中的推广和应用。
通过本研究，进一步完善相关技术的理论基础，促进防灭火技术的创新和发展，为解决“三软”不稳定煤层采煤工作长期停产期间的安全隐患提供有效的技术支持和保障。
三软煤层巷道的支护技术分析
三软煤层巷道的支护技术分析黑龙江省哈尔滨市依兰县达连河镇154854摘要：在煤矿企业开采作业过程中，很难避免会遇到三软煤层，其作为一种较为典型的困难煤矿巷道，会对开采安全带来较大的影响。
三软煤层岩层较弱，构造过于复杂，裂隙发育过程中会影响煤矿的安全。
因此为了防止煤炭开采过程中出现塌陷事故，需要积极采取有效的支护措施，确保煤矿的高效开采和生产作业安全。
文中分从三软煤层巷道围岩特征入手，分析了三软煤层巷道支护原理，并进一步对三软煤层巷道支护技术进行了具体的阐述。
关键词：三软煤层；巷道；特征；支护原理；支护技术三软煤层巷道过于复杂和困难，在当前煤矿企业不断扩大开采强度和规模的情况下，迫切需要解决三软煤层巷道劫掠问题，保证开采的安全、顺利进行。
因此在实际遇到三软煤层时，需要基于巷道的实际情况来采取合理的巷道支护技术，以此来保证巷道的稳固性，预防开采过程中发生安全事故，全面提升煤矿企业开采效率和作业安全。
1三软煤层巷道围岩特征1.1顶板对于三软煤层顶板岩层，其构成中主要以黏土岩、泥岩及碳质泥岩为主。
三软煤层顶板岩层稳定性差，抗压强度低，而且不适宜暴露在外。
三软煤层顶板岩层其是借力裂隙生长，在具体挖掘作业时，会产生相应的压力拱线，易引发安全事故。
1.2煤柱体煤柱体强度和硬度都较高，其对于往上覆的拱压力具有较好的承载能力，而且三软煤层巷道不会出现片帮现象，产生的变形量较小。
但当煤柱体强度和硬度不足时，则会导致巷道两帮分离和相互移近，并导致煤柱体内部失衡，使其出现处于塑性区的情况。
目前我国三软煤层巷道两帮煤柱的形式主要包括三种，即煤柱体一边实体煤，另一边为采空；煤柱体两则都为实体煤；煤柱体近距离煤层群上方是采空。
1.3底板底板岩层具有较好的亲水性，在作业用水或是岩层水作用下，普遍存在膨胀变形的情况，当底板出现底鼓时，三软煤层巷道底板承受的变形压力较小，巷道支护难度增加。
对于三软煤层巷道底板存在非新水性岩层时，底板弹性释放或是两帮煤柱体不断移近时，底板岩石会出现底鼓情况，无力承载底板的压力。
“三软”煤层、复合顶板下沿空掘巷锚索网支护技术应用
“三软”煤层、复合顶板下沿空掘巷锚索网支护技术应用作者：许洋来源：《中国科技博览》2014年第09期摘要：“三软”煤层在煤矿企业开采过程中时常遇到，由于煤层属裂隙发育，地理构造复杂，顶板岩层、软的主煤层以及底板岩层都是软弱煤层，在沿空掘巷施工过程中要操作要十分谨慎，锚网梯 + 锚索槽钢梁 + 点锚索补强联合支护方式，有效地保持了巷道掘进期间的稳定性，改变了沿空掘巷难以支护的被动局面。
本文将对具体的支护施工工艺展开探讨。
关键词：软弱煤层；复合顶板；沿空掘巷；锚网索；施工【分类号】：TD353锚杆支护加固了围岩表面，对于“三软”岩层形成了一定的压力，使被锚固岩层组形成一个承载结构，改善了位于岩层下部的受力状态，有效提升了岩层的承载能力。
锚杆安装后即对围岩产生轴向或横向的支护阻力，且随围岩变形支护阻力的不断增加，加之锚索的悬吊作用，使巷道表面位移量、顶板离层得到了有效控制。
本文以某煤矿巷道维护为例探讨“三软”煤层、复合顶板下沿空掘巷锚索网支护的施工工艺。
1.支护设计及施工要求1.1工作面概况某煤矿矿井-300m煤柱回风巷北为-300m回风巷，南为24161采空区，东为F24-5断层，西为24专用回风巷。
-300m回风巷掘进及24161采煤工作面回采资料证实，F24-4逆断层走向平均175°，倾向平均265°，倾角平均40°，落差0～1.3m；F24-5正断层走向平均213°，倾向平均143°，倾角平均55°，落差4～8m。
煤矿-300m煤柱回风巷布置如图1所示。
图11.2沿空掘巷合理煤柱尺寸由于巷道是沿着采空区边缘留有一定的煤柱进行掘进，巷道的围岩受到一定的采动影响而变得破碎，巷道掘进时会产生明显的变形。
如果巷道留有的煤柱尺寸过小，就会使巷道围岩更加破碎，使得巷道更难支护；尺寸过大，会造成资源浪费。
要避免将锚杆安设在破碎区域中，使锚杆锚固力减弱，考虑到锚杆的长度和松动系数，沿空掘巷的合理煤柱尺寸为3m左右，最大不超过5m。
三软煤层巷道围岩“双壳”支护技术研究与应用
收稿日期:2023 03 16作者简介:李雪健(1991-),男,山西运城人,助理工程师,从事煤炭开采技术管理工作㊂doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2023.10.012三软煤层巷道围岩 双壳 支护技术研究与应用李雪健(霍州煤电集团金能煤业有限公司,山西忻州㊀035100)摘㊀要:针对三软煤层巷道围岩变形破坏严重㊁传统支护技术难以控制巷道稳定的问题,以霍州煤电集团金能煤业有限公司1201掘进巷为工程背景,基于原支护方案下巷道围岩变形破坏特性,提出了 双壳 支护技术㊂对未支护㊁原支护㊁ 双壳 支护技术分别进行数值模拟,得出 双壳 支护的优越性,同时现场应用效果良好,实现了对三软煤层巷道围岩变形破坏的有效控制㊂关键词:三软煤层﹔巷道;围岩变形﹔ 双壳 支护中图分类号:TD353㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1005 2798(2023)10 0047 04㊀㊀目前,在很多煤矿掘进过程中,巷道围岩呈现出高应力㊁膨胀㊁破碎㊁流变㊁松散㊁强风化蚀变及松软等软岩特征,导致巷道的掘进围岩控制及后期维护难度加大,工程量大,存在安全隐患㊂巷道围岩发生变形破坏时必然造成支护设备损坏或者失效,出现片帮㊁底鼓和顶板岩体冒落等矿压现象,有时甚至可能诱发煤岩动力灾害的发生,造成人员伤亡和财产损失㊂以霍州煤电集团金能煤业有限公司二采区1201工作面掘进巷为研究对象,基于原支护方案和控制技术,提出 双壳 支护技术,并通过数值模拟㊁现场工业试验验证了该支护技术的有效性,保障了巷道的施工安全以及长期稳定㊂1㊀工程概况金能煤业目前正在开采2号煤层,厚度0~13.04m,倾角平均为13.5ʎ,埋深超过400m,属于大部分可采较稳定煤层,煤质为烟煤,抗压强度为0.2MPa,属于松软煤层㊂2号煤层两个巷道在掘进过程中沿底掘进,煤层厚度约为10m,即顶板约有6m 的顶煤㊂煤层顶板情况见表1.表1㊀煤层顶板情况顶底板名称岩石名称厚度/m 岩性特征基本顶细粒砂岩 1.27中厚-厚层状,孔隙式基底式钙质或泥质胶结直接顶泥岩㊁砂质泥岩0.76~10.66深灰色,水平层理,泥质结构,块状构造,成份泥质,见植物化石,未风化,岩芯块状及短柱状直接底泥岩0.3深灰色,水平层理,泥质结构,块状构造,成份泥质,岩芯块状及短柱状㊀㊀在两巷道掘进过程中,围岩变形破坏严重,出现顶板破碎㊁离层㊁网兜㊁顶板部分锚杆失效等情况,围岩整体稳定性差,难以维护且围岩控制成本高,严重影响矿井的生产进度㊂2㊀巷道变形影响因素及控制技术2.1㊀巷道原支护情况该掘进巷道为矩形断面,净宽4600mm,净高3500mm,原支护方式为 锚网索喷+钢护板 的联合支护,采用锚索的规格是D 21.6mm ˑ8200mm,其间排距为1600mm ˑ1200mm,锚索托盘采用400mm ˑ400mm ˑ16mm 方形托盘,锚索锚固剂采用CK2360锚固剂1条,Z2360锚固剂4条,锚索3㊃3 布置㊂采用无纵筋螺纹钢锚杆,规格为D 22mm ˑ2400mm,其间排距为800mm ˑ800mm,锚固剂使用Z2360锚固剂2条,托盘尺寸为150mm ˑ150mm ˑ8mm,托盘后加钢护板,钢护板规格为400mm ˑ260mm ˑ4mm,锚杆顶部使用7根,帮部使用10根,左右两帮各5根;钢筋网采用D 6mm 钢筋焊接,规格为1800mm ˑ700mm,网格为100mm ˑ100mm.巷道表面喷射强度为C20,厚度为50mm 的混凝土㊂2.2㊀巷道变形破坏的影响因素1)㊀围岩性质㊂采用钻孔窥视仪观测钻孔围岩内部结构及破裂形态发现,巷道侧帮0.5~3.0m范围内围岩破裂严重,甚至出现塌孔;巷道顶板㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第32卷㊀第10期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年10月2.5~7.0m范围内围岩破裂,裂隙发育,在7.0~ 8.0m范围内,由于顶板为泥岩且由于水的作用,煤体出现泥化现象㊂因此,巷道围岩强度不足是引起巷道变形破坏的主要原因㊂2)㊀采动影响㊂采矿引起的压力㊁爆破震动㊁其他动态载荷改变了周围岩石的应力环境,影响了岩石结构和薄弱结构面,加速了巷道的变形和破坏㊂3)㊀支护方式不合理㊂由于巷道围岩松软破碎,设计支护形式不能适应围岩变形要求㊂支护形式和支护参数比较单一,显然不能适应深部巷道地压与围岩变形特性㊂2.3㊀巷道双壳支护结构三软煤层本身煤岩体强度较低,一旦巷道开挖,围岩内应力重新分布,围岩极易发生变形破坏,利用注浆锚杆㊁注浆锚索在巷道围岩中形成两层的壳结构,浅部壳体由一次支护的注浆锚杆及浅部注浆体(或者短锚索)构成,深部壳体由一次支护的注浆锚索及深部注浆体构成,两个壳体结构通过锚索互相作用,共同形成承载结构,形成了时序上由外向里的递进式承载,并能够有效释放无法控制的额外能量㊂3㊀数值模拟研究3.1㊀模型的建立采用有限差分数值计算软件FLAC3D进行数值模拟计算,对巷道围岩的受力和位移大小进行分析㊂为消除边界效应,设计的模型尺寸为宽ˑ高ˑ厚=80mˑ60mˑ6m,宽㊁厚㊁高分别在X轴㊁Y轴和Z轴上,巷道轴向沿Y轴方向㊂ 双壳 注浆加固巷道围岩可以看作在巷道的开挖轮廓线外形成具有一定厚度的环状加固圈,通过壳单元调整巷道围岩参数模拟加固地层,锚杆索采用CABLE结构单元模拟,钢筋网及喷射混凝土采用SHELL单元进行模拟,W钢带采用BEAM单元进行模拟,锚杆索弹性模量分别为3.9GPa㊁1.9GPa,密度为2516kg/cm3,泊松比为0.9GPa.模型采用位移边界条件,固定左右及前后边界水平方向位移,巷道底板固定水平位移和竖向位移,上部边界为自由边界并施加9.77MPa的原岩应力㊂对煤层采用多节理本构模型,其余岩层采用Mohr-Coulomb本构模型㊂数值计算模型如图1所示,煤岩层物理力学参数见表2.图1㊀数值计算模型表2㊀煤岩层物理力学参数岩性抗压强度/MPa抗拉强度/MPa密度/(kg㊃cm-3)内摩擦角/(ʎ)粘聚力/MPa体积模量/GPa 泥岩9.70.81279527 1.3 1.7砂质泥岩41.4 1.70275227 2.1 3.3细粒砂岩69.2 2.34270032 2.57.2粗粒砂岩7.80.56262330 2.215.2煤层 2.6 1.4132125 1.5 1.13.2㊀ 双壳 支护方案双壳 支护方案为: 超前管棚+长锚索+W钢带/工字钢+双层网 ,具体优化方案如下:顶板支护:支护方式为超前管棚+长锚索+W钢带/工字钢+双层网,超前管棚采用直径50mm钢管,设计间距200mm,长度3m,搭接长度600mm;锚索长度8.2m,直径21.6mm,注浆锚索;托盘采用400mmˑ400mmˑ16mm方形托盘;锚索锚固剂采用CK2360锚固剂1条,Z2360锚固剂4条,锚索间距为1000mm,排距为1000mm,锚索 5㊃5 布置㊂锚索后增加W钢带和工字钢,W钢带和11号工字钢交替使用㊂W钢带规格:厚度4mm,宽280mm;网片规格:金属网为D6mm钢筋焊接而成,金属网规格2000mmˑ1000mm,网格100mmˑ100mm;巷道顶板下沉区段架设工字钢棚㊂巷道表面喷射强度为C20,厚度为50mm的混凝土㊂巷帮支护:锚杆长2.4m,采用直径22mm的无纵筋螺纹钢加工,使用Z2360锚固剂2条,托盘尺寸为150mmˑ150mmˑ8mm,锚杆间距为800mm,排距为800mm,锚杆配套球形垫圈和减摩垫圈,托盘后加钢护板,钢护板规格为400mmˑ260mmˑ4mm;网片规格:金属网为D6mm钢筋焊接而成,金属网规格2000mmˑ1000mm,网格100mmˑ100mm;为防止碎煤从金属网中露出,金属网后挂一层经纬铁丝网㊂支护方案如图2所示㊂3.3㊀支护方案模拟结果利用模拟软件分别对未支护㊁原支护方案㊁优化方案的应力分布㊁位移分布和塑性区分布进行了数值模拟㊂1)㊀不同支护条件下的巷道围岩应力分布特84㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第32卷征㊂图3和图4分别为巷道两帮和顶底板的水平应力分布曲线㊂图2㊀ 双壳 支护方案图(单位:mm)图3㊀不同支护方式下沿顶底板方向巷道围岩水平应力变化曲线由图3可知,由于煤层存在倾角,巷道两帮的水平应力关于巷道中心呈不完全对称分布,左右两帮应力发展趋势大致都是先快速增加再缓慢趋于稳定,最后恢复为原岩应力㊂巷道顶底板的水平应力关于巷道中心也呈不对称分布,图左是底板的应力分布曲线,图右是顶板的应力分布曲线㊂顶板和底板的水平应力发展趋势随着距巷道中心距离的增大,其值是先增加达到一定峰值后再减小,出现了应力增高区,最后趋于稳定㊂由此可见,巷道围岩在距离左右两帮㊁顶底板一定范围内出现了应力集中现象,进而导致了该处岩体发生塑性破坏㊂不同支护方案的应力增长快慢不同,原支护和优化方案相对于未支护来看,峰前应力增速相对较快,应力达到峰值处的位置离巷道中心处更近,发生塑性破坏的范围也就会相应减小,因此,优化方案支护效果相对较好㊂图4㊀不同支护方式下沿顶底板方向巷道围岩垂直应力变化曲线由图4可知,垂直应力在巷道的两帮基本呈不完全对称分布,随着距巷道中心距离的增加,其值是先增加达到一定峰值后再减小,出现了应力增高区,最后趋于稳定㊂顶板和底板的垂直应力随着远离巷道而渐渐增加,最后都达到了应力峰值,峰值以后岩体应力又趋于稳定,最终恢复为原岩应力㊂与未支护和原支护方案相比,巷道围岩在优化方案支护状态下,其应力峰值有所提高,且其应力增加的速率明显较大,应力峰值区离巷道的距离更短,改善了围岩的应力状态,使巷道围岩趋于稳定㊂2)㊀不同支护条件下的巷道围岩位移分布特征㊂由图5可知,顶底板垂直位移随着远离巷道中心渐渐减小,并且降低的速率越来越缓慢,最后趋于稳定直到零位移,其中位移的最大值出现在巷道顶板的右上方和底板的左下方㊂原支护方案与未支护状态相比,顶板下沉量从原来的330mm 减少到209mm,减少了36.7%.优化方案与未支护状态相比,顶板下沉量从原来的330mm 减少到195mm,减少了40.9%,说明优化方案对巷道围岩顶板下沉起到了一定的控制效果㊂3)㊀不同支护条件下的巷道围岩塑性区分布特征㊂不同支护方案下巷道的塑性区范围差别很大,塑性区越大证明支护效果越差㊂未支护状态下的塑性区比较大,在原支护的作用下,塑性区明显减小,在优化方案的作用下,塑性区相对于原支护方案进一步减小,说明优化方案对巷道围岩支护起到了94第10期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李雪健:三软煤层巷道围岩 双壳 支护技术研究与应用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀一定的作用㊂图5㊀巷道围岩垂直位移分布4㊀现场实践在巷道试验段内设置测站,采用十字形布置测点,测定顶底板和巷道两帮的相对移近量,监测结果如图6所示㊂由图6可知,在围岩变形监测的前65d,巷道拱顶及两帮变形逐渐增大,而后收敛速率逐渐减慢,变形量趋于稳定,巷道拱顶㊁两帮最大变形量分别为130mm㊁178mm.与数值模拟计算结果有很好的一致性㊂图6㊀围岩变形监测曲线图5㊀结㊀语1)㊀通过数值模拟得出, 双壳 支护技术下,峰前应力增速相对较快,应力峰值的位置距巷道中心处的距离更小,改善了巷道围岩的应力状态,使巷道围岩更加稳定㊂2)㊀通过数值模拟得出, 双壳 支护技术下,巷道顶板下沉量较原支护方案减少了36.7%,较未支护状态相减少了40.9%,有效控制了巷道顶板下沉㊂3)㊀现场工业性试验结果得出,采用 双壳 支护技术后,巷道拱顶㊁两帮最大变形量分别为130mm㊁178mm,巷道围岩变形得到了有效控制㊂参考文献:[1]㊀余伟健,王卫军,文国华,等.深井复合顶板煤巷变形机理及控制对策[J].岩土工程学报,2012,34(8):1501-1508.[2]㊀黄庆享,石中情.三软煤层巷道围岩自稳平衡圈分析[J].西安科技大学学报,2016,36(3):331-335.[3]㊀王国龙,常云博,林㊀陆,等.三软煤层巷道布置优化与联合支护技术研究[J].煤炭工程,2022,54(2):55-61.[4]㊀王晶晶.深部三软煤层巷道围岩变形破坏特征及控制技术研究[J].煤,2019,28(8):67-69,81.[5]㊀刘东东.三软煤层巷道掘进支护实践应用研究[J].山东煤炭科技,2018(5):37-38,40.[6]㊀任俊峰.深部软岩巷道 双壳 支护技术研究与应用[J].山西能源学院学报,2021,34(6):19-20,23.[7]㊀周㊀开.深部工程软岩巷道 双壳 支护理论与技术[J].煤矿安全,2016,47(6):78-81.[责任编辑:常丽芳]05㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第32卷。
“三软煤层”矿井贯通测量管理探讨
收 稿 日期 ２０１６—０２—１９ 作者 简介 谷 纪领 （１９８５一）， 男，助理 工程 师，２０１０年 中国矿 业 大学环境与测绘学院毕业，本科 ，研 究方向：矿 山测量。
差分析 ，误 差分析后 确定现 有测量仪 器是否符 合测 量需求 。贯通测量 前如有 可能性 ，最好 进行一 次仪
２０１６年第 ７期
童艇晨科技
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器调 整 ，从而确 保测量仪 器 的可靠性 。陀螺定 向仪 应该 大部分 中小 型矿井都 没有 ，补加陀螺 定 向边是 必要 的 ，虽然补 加陀螺定 向边是 比较贵 的。但为 了 保证巷 道贯通 的精度 、为 了保证 巷道偏差 不对后 续 生产造成 影响 ，建议 ３０００ｍ 以上 的对掘巷道贯通需 补加 陀螺定 向边 、５０００ｍ 以上 的斜 交巷道 贯通补 加 陀螺定 向边 （如 果巷道测 量条件 好 、短边 少 ，则 导 线距离可延长至 ８０００ｍ）。
关键 词 三软煤层 贯通测量 管理
中图分类号 ＴＤ１７＋．５ 文献标识码 Ｂ
ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１００５—２８０１．２０１６．０７．０６７
龙 门煤矿位于偃师市诸葛镇境 内 ，属偃龙 煤 田， 量 、矿车 流量 、巷 道底板 （顶 板 ）稳定 程度 、巷 道
矿区煤层稳 定程度 属 中等类 型 ，构造 复杂程度属 中 交 岔点处温 差大小 、巷道 内设 备对视线 的影 响 、风
得 十分困难 。
尽 量不过车 ；导线点尽 量布置在 底板 （顶 板 ）稳定
１ 工 程概 况 龙 门煤矿 ２０采 区 ２００３上顺槽二段 为 ２００３综采
例析三软煤层巷道底板注浆支护技术
例析三软煤层巷道底板注浆支护技术1 工程概况嵩山煤矿2203胶带岩石集中巷地面位置位于雷坡村以北300m下。
区内地形平缓，呈南东高、北西低趋势，地面标高为+347.6～+358.0m，地表均为第四纪黄土层覆盖。
地面除沟渠、田间小路外，其余均为农田。
本区岩（煤）层位于嵩山背斜北翼，为单一缓倾斜构造，走向近东西，倾向北，倾角9°～20°，平均15°；巷道设计沿L7灰岩掘进，局部有摺曲或断层。
煤层结构简单，局部含一层夹矸。
岩（煤）层普氏硬度系数1～8。
2203胶带巷设计沿L7灰岩掘进，采用锚网喷支护。
由于巷道围岩压力大，巷道内经常出现变形或底鼓现象，为此经矿领导安排，在2203胶带巷后巷进行底板注浆加固施工。
2 对巷道底板底鼓原因进行分析2.1 巷道地质变化引起应力重新分布巷道在掘进过程中，巷道断面岩层性质发生变化，应力重新分布，底板岩体为砂质泥岩，岩体强度降低、节理裂隙较为发育，底板强度低，巷道顶板、两帮压力较大，应力通过底板释放导致底板鼓起。
2.2 锚网喷支护效果不佳由于两帮岩体性质发生变化，上帮裂隙较为发育在打设帮锚过程中经常发生卡钻、钻孔堵塞；锚杆注不到设计位置，锚杆间距、角度都不能按照设计打设；岩体裂隙发育夹杂裂隙水导致锚固剂凝固效果不理想。
两帮抗压强度变小，底板收受压力增大一定程度上会造成巷道底鼓。
2.3 围岩裂隙发育，主动性支护方式单一巷道岩性受构造裂隙发育影响原有锚网喷支护方式不能起到很好的支护作用，岩石自身的主动防御性降低。
当迎头光面爆破结束后，巷道掘进完成后，围岩应力超过该段岩层岩体的屈服强度时，软弱的塑性物质就会沿着最大应力梯度方向向消除阻力的自由面空间挤出。
产生塑性挤出的围岩主要是有裂隙发育、固结程度低的砂质泥岩、泥灰岩等软弱岩体，当巷道处于这些岩层中时就会产生底鼓现象。
2.4 巷道涌水量加大，底板受水浸泡膨胀底鼓二1煤层底板直接充水含水层曾发生过遇断层和裂隙发生突水的情况通过试验得知：未浸水前有微纹和完整的细粒砂岩、中粒砂岩和粉砂岩，浸水后一般无变化或无明显变化。
关于“三软”煤层掘进锚喷支护措施的探讨
关于“三软”煤层掘进锚喷支护措施的探讨摘要：“三软”煤层条件下，顶板安全是制约掘进的主要因素。
郑州矿区所采煤层是典型豫西“三软”煤层，告成煤矿属于豫西强变形“三软”煤层，煤层呈粉末状，疏松易碎。
我矿通过优化生产组织和加强施工质量管理，提高锚喷支护水平和掘进水平，进一步提高支护系统的支护质量，以有效控制掉顶、片帮等事故的发生，实现了快速掘进，确保了安全生产。
关键词：“三软”煤层掘进锚喷支护安全管理“三软”煤层指煤矿开采中遇到的软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层，一般情况下，具有三软特征的煤矿煤层和顶底板均为软弱岩层。
煤层裂隙发育，构造复杂。
“三软”煤层容易导致支护系统抵抗弹性变形的能力降低，当支护系统周围煤层的压力达到支护系统的强度极限时，将导致顶板弯曲下沉，造成煤层上覆顶板破碎，使掘进、回采及顶板管理的难度进一步加大。
如果遇到复合顶板，因为复合顶板易与上部岩层发生离层，所以复合顶板易发生大面积的推垮型冒顶，给快速掘进、安全生产造成较大的威胁。
在“三软”煤层中采用综采、综掘工艺是一个比较难的课题，但是在“三软”煤层中使用综采工艺也可以达到快速掘进，关键在于措施得力，现场执行到位。
一、问题及分析（一）生产组织方面“三软”煤层揭露后极易风化，造成喷浆前巷道的煤壁风化脱落，使部分锚杆失效，导致片帮、掉顶，影响支护效果，甚至可能发生冒顶事故。
（二）施工质量管理方面在煤矿生产施工过程中由于生产施工不到位，造成质量原因导致支护体受到扰动、破坏，影响安全的因素如下：1.在掘进施工过程中没有严格按照设计图纸施工，炮眼位置不规范，周边眼没有紧贴岩面且没有垂直于掘进面，巷道成形比较差，超挖、欠挖严重，导致煤壁应力集中使巷道变形、破坏。
2.在掘进施工过程中打设锚杆时，由于煤岩松软和部分巷道高度的制约，且掘进后敲帮问顶时没有除尽悬岩、危矸，产生较大的裂隙，使部分顶部锚杆打设质量差，支护系统的初撑力不足，使围岩脱落，导致煤壁应力集中，锚杆失效，从而巷道变形、破坏。
悬移支架在三软煤层支护中的可行性研究
悬移支架在三软煤层支护中的可行性研究摘要：文章介绍了悬移支架如何在三软煤层中进行支护，且工作面是怎么样保证质量、安全以及实现高产高效的。
关键词：三软煤层悬移支架支护高产高效1、简介我矿所采煤层属于偃龙矿区，是典型的三软煤层，工作面及上、下顺槽压力大，极易片帮、冒顶。
以前采用单体液压支柱配合π型钢梁进行支护，施工过程中造成大量的隐患，且每月原煤产量不高，工效极低。
为在保证安全、质量的前提下提高工效及产量，我矿特在1105工作面安装悬移支架进行回采。
工作面倾斜长110米，走向长380米，煤层平均厚度5.0米，工作面煤层倾角平均25°，采高为2.1～2.4m，采放比为1：1.2，所采煤层为二1煤层，糜棱构造煤，煤质较软，顶底板均为泥岩和砂质泥岩，属“三软”煤层。
该面装备ZH1600/17/25F型分体顶梁组合悬移液压支架进行支护。
2、合理的布置（1）巷道布置的合理性。
其一、工作面坚持伪俯斜开采，将其长度基本控制在100～120米范围。
有利于工作面循环作业，即工作面1天完成1个循环，减少了循环周期，且减小了顶板因为循环周期过长带来的压力。
其二、上、下顺槽合理的布置，保证了生产所需物料及设备及时的运进和损坏设备及时的运出。
（2）工作面风量、风速的合理配置。
风量、风速的合理性使工作温度保持在23°左右。
风量将工作面的瓦斯和有害气体稀释到安全浓度，并带出整个系统；风速既能使温度适宜，又不会使煤尘飞扬，确保工人有良好的作业环境。
（3）支架型号合理的选择。
针对工作面特殊的地质条件，选择适合工作面支护的支架。
一、要能有效的支护顶板，保证顶板安全；二、支架的高度要和采面采高相符合；三、合理的控制工作面支架的数量，在保证安全的情况下减少劳动量。
3、严格的管理制度3.1安全技术管理（1）科学的作业方式。
工作面采用“二九一六制”作业方式，二班生产一班检修和准备，循环进度为0.8米，循环方式为一日一循环。
浅谈“三软”煤层回采巷道支护技术
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。
三软煤层回采巷道刚柔结合强力支护技术研究 实施方案
“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
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。
铁生沟煤矿三软不稳定煤层顶板出水机理分析
铁生沟煤矿三软不稳定煤层顶板出水机理分析[摘要]铁生沟煤矿位于偃龙煤田，该矿主采山西组二1煤。
此煤层在该井田内发育的特殊性，以及煤层顶板的富水特性，决定了煤层顶板出水机理的特殊特性。
本文通过对煤层顶板岩性的分析研究并结合多年工作实际，提出了针对铁生沟煤矿三软不稳定煤层顶板冒落后遇水板结形成的”隔水层”对顶板出水的作用。
[关键词]三软煤层顶板出水机理研究1矿井概况铁生沟井田位于偃龙煤田东部，巩义市夹津口镇境内，矿井设计生产能力120×104t/a，2012年产原煤112×104t；大巷布置在-10m水平，开拓方式为竖井单水平上、下山开拓方式，开采顺序为上山采区采用前进式，下山采区采用后退式，采煤方法是走向长臂悬疑支架放顶煤，完全跨落法管理顶板；主采山西组二1煤，煤层厚度为0.60～14.70m，平均厚4.56m。
水文类型中等，目前矿井最大涌水量150m3/h，正常涌水量为110m3/h。
地质条件较简单，井田的构造为一单斜构造，地层走向一般为东西向，倾向北，倾角自西向东有变缓之势。
铁生沟井田地貌形态为中低山丘陵地形，井田内海拔高度280～600m。
井田内大部分被第四系黄土所覆盖，局部有基岩出露，黄土冲沟发育。
2主采煤层顶板情况2.1山西组基本情况铁生沟矿主采山西组二1煤，二1煤层（俗称大煤、黄煤）位于山西组底部，是目前铁生沟矿生产所采煤层。
下距太原组顶部灰岩（C3L8）2.30～18.32m，平均8.34m，上距砂锅窑砂岩（K2，P1S3）47.11～91.99m，平均68.98m。
煤层顶板为灰黑色及深灰色薄层中细粒砂岩（K1，大占砂岩P1S1）或砂质泥岩。
底板为黑色泥岩或砂质泥岩，夹薄层细砂岩条带状出现。
山西组（Pls）主要岩性为泥岩、砂质泥岩、粉～细砂岩、中～粗粒砂岩及煤层等，厚60～107m，以大占砂岩及香炭砂岩富水性最好，厚度1.10～34.27m，渗透系数0.091m/d，单位涌水量0.035L/s·m，该层为二1煤直接充水顶板，矿井开采揭露该层时，涌水量0.08～0.43m3/min。
三软”工作面不同开采时期支护工艺研究
三软”工作面不同开采时期支护工艺研究发表时间：2018-12-28T15:05:14.650Z 来源：《防护工程》2018年第24期作者：张大虎[导读] 为了保证卧龙湖煤矿1011“三软”工作面安全高效回采，针对工作面初采前、初次放顶以及工作面开采阶段三个不同开采阶段制定了安全支护工艺，有效减少了工作面片帮冒顶的情况发生，保证了工作面的安全高效回采，提高了社会经济效益。
张大虎皖北煤电集团恒源煤电有限股份公司卧龙湖煤矿安徽淮北 235000摘要：为了保证卧龙湖煤矿1011“三软”工作面安全高效回采，针对工作面初采前、初次放顶以及工作面开采阶段三个不同开采阶段制定了安全支护工艺，有效减少了工作面片帮冒顶的情况发生，保证了工作面的安全高效回采，提高了社会经济效益。
关键词：“三软”工作面；初次放顶；开采阶段；安全支护工艺；片帮冒顶一、工作面概况1011工作面位于卧龙湖煤矿南一采区东南部，南部以岩浆岩侵蚀边界为界，北部以10煤回风上山保护煤柱线为界，西部为1010工作面，该工作面已回采，东部靠近岩浆岩侵蚀边界。
工作面煤层赋存稳定：10煤层厚度为0.4~ 4.1m，煤层平均厚度为M=2.7m，煤厚变异系数γ=22.9%，煤层可采性指数K=96％，10煤层倾向80°~102°，倾角为6°~17°，平均倾角α=11°。
工作面老顶以灰色粉砂岩为主，厚度2.75~5.64m，平均4.53m；直接顶以泥岩为主，厚度0.64m~7.76m，平均3.66m；直接底以泥岩、粉砂岩为主，厚度0.94~5.08m，平均3m；老底以粉砂岩及细砂岩为主，厚度3.45~13.01m，平均7m。
二、“三软”工作面不同开采时期支护工艺（1）初采前支护工艺1）工作面开采前，在工作面上下两巷超前支护不得少于30m；2）调架安全技术措施①使用单体辅助移架时，单体上端要打在立柱外侧，下端打在专用底座上，并用防倒绳固定在支架上，防止单体打崩伤人；在单体刚有劲后，操作单体人员必须躲进5m外支架裆内进行远距离操作，其余人员必须撤至距作业地点10m以外的支架裆内（或其它安全地点）；②当顶板破碎时，在被靠支架及相邻支架的顶板间隙要用塘柴配大笆绑上挡矸帘，防止掉矸伤人；③开帮顺序自上而下逐架进行；3）开帮时，煤壁锚杆退锚，再剪网，伸缩梁伸出，并用护帮板背帮；4）片帮时煤壁较宽的地点进行超前管理，及时超前移架进行支护；断面距超过300mm或顶板破碎时必须采取人工超前管理，即采用φ200×1600mm的半圆木，配合DWX－35（或28）单体进行支护，每架支架两根半圆木支护，中-中为750mm，接顶背帮。
浅谈三软煤层相关技术
浅谈三软煤层相关技术摘要：煤矿软岩问题一直是困扰煤矿生产和建设的重大难题之一。
三软煤层巷道围岩的突出特征是围岩由非均质层状岩体组成，围岩变形不协调而容易离层和失稳，表现为巷道变形破坏明显。
本文主要就三软煤层的一系列相关技术进行了探讨，为提高三软煤层的开采效率和改进措施提供了有力的依据。
关键词：三软煤层相关技术探讨研究三软大跨度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、片帮和围岩不均匀的整体下沉。
三软煤层开采目前在国内存在单产不高，开采困难的现象，主要是由于三软煤层底较软，支柱钻底量大，支柱的初撑力下降较快。
1.三软煤层煤巷的掘进支护技术在三软煤层巷道中，由于围岩呈现软弱破碎结构及变形机理复杂性造成了复合性顶板支护的难题，如何进行支护参数选择，研究是正确指导三软煤层巷道中正确施工的必要条件。
巷道在掘进及回采期间的支护状况主要受制于巷道围岩的强度、围岩的稳定性和支护方式等的影响。
巷道采用“锚、喷、网”、锚索，实现了对巷硐的及时封闭，防止了软岩的风化，注浆充填围岩裂缝后，改变了软弱围岩的承载能力，二次支护的主要技术预应力锚索支护和围岩注浆加固，提高了支护的强度和围岩的岩体强度有利于保持围岩的长期稳定性。
在三软煤层条件下，顶板安全是制约掘进的主要因素。
通过优化生产组织和加强施工质量管理，提高锚喷支护水平和掘进水平，进一步提高支护系统的支护质量，以有效控制掉顶、片帮等事故的发生，实现了快速掘进，确保了安全生产。
三软煤层联合支护技术的应用也是使用十分广泛的技术，巷道在掘进过程中，通过光面爆破施工，尽量减轻对顶、帮煤巷岩体的破坏，为实施锚杆等主动支护创造有利的条件；在超前探梁临时支护的情况下进行锚杆支护、金属网的铺设等施工工序；由于预留让压空间，施工过程中为了防止巷道内微形拱棚支架的歪斜和倾倒，设计采用专用拉杆，将支架连成一个整体，增加支架的整体稳定性，目的是承受巷道变形后的围岩压力。
依靠科技进步 实现安全发展
依靠科技进步实现安全发展——永华公司勇于探索技术创新和安全高效之路【大中小】来源：时间：2009-08-05 17:15:20 浏览127人次河南永华能源有限公司（以下简称永华公司），是永城煤电股份有限责任公司和河南华润电力首阳山有限公司联合成立的有限责任公司，2005年以收购形式整合原偃师市焦村煤矿下属夹沟、刘庄、焦村矿井，隶属河南永城煤电（集团）有限责任公司。
该公司所采煤层为偃龙煤田“三软”不稳定煤层，地质条件特殊，滑动构造发育，全层构造煤，煤质松软易碎，呈粉末状，煤层硬度系数小于0.2，属极软煤层；煤层顶板为泥岩、炭质泥岩、页岩；煤层底板为泥岩及炭质泥岩，遇水膨胀；煤层致密、透气性差、瓦斯含量高，是国内典型的“三软”煤层矿区。
偃龙矿区“三软”煤层透气性低、瓦斯含量高、赋存极不稳定，瓦斯抽放难，巷道支护困难，且维修量大，掘进进尺慢，安全隐患严重等，是制约该矿区安全生产和快速发展的重大技术难题。
自公司成立以来，永华公司坚持科学发展观，实施科技兴企战略，依靠科技进步，联合攻关，勇于探索，大胆创新，强化管理，克服“三软”煤层诸多困难，取得了重大技术突破，杜绝了死亡事故，走出了一条安全发展、技术创新之路。
一、完善科技创新长效机制1.建立技术创新奖励考评办法。
为加快创新型企业建设步伐，增强公司核心竞争力，引导和推进管理创新和技术创新（以下简称“双创”），永华公司建立了《管理技术创新奖励考评办法》，对各单位“双创”工作实行季度考评，分别对各单位进行综合排序，评出A、B、C、D四个等级。
被评为A、B、C级的分别奖励单位月度工资基数的15%、12%、10%；其中奖励班子成员月度基薪的50%、30%、20%。
下达了《2009年度生产（基建）单位技术创新能力考核指标》，制订了《永华公司2009年技术创新绩效考核评分表》，为建立创新型永华公司，发挥机关带头作用，制定了公司机关创新奖励制度和机关部室创新考核评分标准。
偃龙煤田综合机械化开采关键技术研究
１ 偃 龙矿 区煤层 特 点及 进行 综 采 研 究 的必
要 性
度大 ， 工人 劳动 强度 大 ， 全 系数低 等 问题 。并 且 炮 安 采放 顶煤 工艺 被 列 为 国 家第 三 批 淘 汰 采 煤 工 艺 ， 在
要 ： 对 偃 龙煤 田 “ 软 ” 稳 定 煤层 特 点 ， 过 松 帮卸 压 与 Ｕ型 棚 “ 合 ” 护 技 术 ， 决 了巷 道 支 护 针 三 不 通 耦 支 解
难题； 通过顶底板 围岩力 学性 质研 究 ， 科学合 理确定综 采三机配套参数 ， 尤其是 支架参数 ； 针对性提 出了防
２１ ０ ２年 １月底 之前 必 须 淘 汰 ， 因此 进 行 综合 机 械 化
关键词 ： 三软” 层； “ 煤 综合机械化 开采 ； 关健技术
中 图分 类 号 ：Ｄ ２ ．７ Ｔ ８ ３ ９ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ ７ ８ ２ １ ）９ ０ ７０ １０ － ９ （０ ２ ０ － ０ － ２ ０ ３
Ｋｅ ｃ ｎ ｌ ｇ ｓ ａ ｃ ｆ Ｃｏ ｐ ｅ ｅ ｓｖ ｅ ｈａ ｉ ｅ ｙ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍ ｒ ｈ ｎ ｉ ｅ Ｍ ｃ ｎ ｚ ｄ Ｍ ｉ ｉ ｇ ｉ ｎ ｏ ｇ Ｃｏ ｌＦｉｅ ｎ ｎ ｎ Ｙａ ｌ ｎ ａ ｌ ｄ
Ｚ ＨＥＮＧ ｉ ｇ ｚ ｎ ＣＨＥＮＧ ｎ － ｕ ｎ Ｍ ｎ －ｏ ｇ， Ｄｏ ｇ ｑ ａ
（ ｅａ ｏｇ ｕ ｎｒｙＣ ． Ｌ Ｄ，ａｓｉ ４ １０ ，ｈｎ ） Ｈ ｎ ｎＹｎ ｈａＥ ｅｇ ｏ ， Ｔ Ｙ ｎｈ ７ ９ ０ Ｃ ｉ ａ
“三软”煤层煤巷壁后注浆加固技术研究与应用
“三软”煤层煤巷壁后注浆加固技术研究与应用摘要：在煤矿开采中，巷道围岩注浆加固技术很大程度上直接影响煤矿开采过程中的安全。
文章对“三软”煤层煤巷壁后注浆加固技术研究与应用进行了研究分析，以供参考。
关键词：“三软”煤层；煤巷；注浆加固1前言当前，在我国多种岩石工程中，注浆技术得到了全面的应用与发展，注浆理论、注浆器械、注浆工艺技术、注浆材料以及注浆质量检测技术等都获得了良好的发展。
注浆理论主要从裂隙介质注浆理论、拟连续介质注浆理论、多孔介质注浆理论逐渐发展为裂隙和孔隙双重介质注浆理论。
煤炭资源开采推动了我国经济水平的全面发展，很大程度上还影响了我国人民的日常生活，所以，现阶段我国煤炭资源开采已经引起了社会各界的普遍关注。
2三软煤巷破坏原因分析围岩比较破碎、成孔差，不利于锚索施工，不能够满足巷道在服务年限内的正常使用。
根据理论分析得到巷道发生变形的主要原因：（1）巷道围岩强度低，大部分区段直接顶板为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩，厚度0.13～0.87m，平均0.48m。
基本顶为砂岩，断层发育处及背斜轴部地带，岩石原生结构遭到破坏，裂隙较发育。
伪底多为炭质泥岩，易破碎。
（2）巷道受到比较大的地质构造应力，根据煤矿实际测量的地应力数据，最大主应力方向与大巷的走向近似平行，导致巷道的围岩出现不稳定的情况。
（3）支护方式不合理，原巷道支护采用U型钢支架+铁椽子+菱形金属网+双抗网的支护方式，在巷道掘进过程中，由于顶煤稳定性差，所以巷道掘进速度慢、周围煤体极易冒落、片帮。
（4）支护围岩相互作用关系较差，由于颗粒化煤体自身的稳定性和可锚固性极差，锚网索支护与巷道浅部的煤体难以形成具有一定自承载能力的有效承载结构，严重限制了支架承载性能的发挥。
3巷道注浆加固技术的作用与注浆材料选择的原则3.1注浆加固技术作用分析（１）能够实现围岩结构面刚度及强度的提升。
结构面直接控制了结构面发育煤岩体的变形及强度，通常情况下的，结构面刚度与强度较低可能会出现张开、离层或者滑动的情况，造成煤岩体的体积增大及强度降低，很大程度上会造成巷道围岩的变形。
“三软”极不稳定煤层综采技术研究
“三软”极不稳定煤层综采技术研究程东全;岳西鹏【摘要】Shanxi I1 i in Yanlong mine is a kind of coal face on" three-soft coal seam", which primary charac- ters are a soft coal face, a large variety of thickness and angles, a soft and cracked roof and bottom, compli- cated hosting conditions, difficult mined. By means of seveval patents of Songshan mine, "one tunnel, three use" , reasonahly selected high intensity and light roof coal shielding hydraulic support, preventing coal slide technology and preventing roof falling technology, mechanized mining technology were implemented creatively. Safe and high -efficiency mining and remarkable results have been achineved.%偃龙矿区开采的山西组二．煤层属于“三软”极不稳定煤层，其突出特征为煤层松软、厚度和倾角变化大，顶板及底板松软、破碎，赋存条件复杂，开采极其困难．嵩山煤矿以多项支护技术专利为支撑，采用底板岩巷的“一巷三用”，合理选择高强度轻型放顶煤支掩式液压支架，以及综采防片帮和防冒顶等技术，实施综采机械化开采，实现了“三软”煤层的安全高效开采，取得了显著效果．【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)006【总页数】4页(P660-663)【关键词】“三软”煤层;综采开采【作者】程东全;岳西鹏【作者单位】上海交通大学安泰经济与管理学院,上海200052;河南永华能源有限公司,河南洛阳471924【正文语种】中文【中图分类】TD823.970 引言嵩山煤矿开采的偃龙矿区山西组二1煤层，受嵩山滑动构造的影响，煤层及其顶、底板起伏不平，倾角为9～20°，平均17°.二1煤呈半亮型，黑色、灰黑色粉状;普氏硬度小于0.3，厚薄不一，煤厚0.4～10 m，平均4.4 m;煤层密度1.5×102kg/m3;煤层受采动影响易垮落、片帮，煤遇水易泥化.局部煤层厚度和倾角变化大，煤层受滑动构造影响，组织疏松、强度低，呈现典型“三软”煤层特征.二1煤层直接顶板和底板为泥岩，极软且破碎，遇水易膨胀;基本顶为砂岩，裂隙极其发育，采动后呈现块状垮落，有淋水.顶板未形成稳定、完整的岩层结构，致使巷道压力大，开采和支护极其困难.本文以这种极不稳定“三软”煤层为例，讨论此煤类层的综采技术.1 “三软”煤层综采难点突破1.1 “三软”煤层耦合支护技术2009年与科研院所、支架制作单位合作，在2201工作面进行了“三软”煤层钻孔卸压与U型钢“耦合”支护技术研究.在煤巷采用U型钢支护，配合大直径卸压钻孔的支护方式，巷道变形量基本趋于稳定，巷道围岩变形速度变小，使原来煤巷支护压力大、变形快、巷道维修量大的问题基本得以解决.支护技术的创新使得巷道断面由原来的4～6 m2扩大到10～12 m2，为综合机械化开采创造了基础条件.1.2 底板岩巷的“一巷三用”距离二1煤层底板15～20 m有一层灰岩为L7灰岩，该岩层较稳定，工作面巷道布置采用煤层底板岩石集中巷与煤层巷道双巷布置方式，巷道联系采用分段石门方式.该布置方式有特殊的“一巷三用”作用：一是有利于综采设备运输：二是有利于“三软”煤层巷道的支护管理，煤层巷道分段长度由30～50 m增加到100～150 m;三是有利于分段接力采煤.工作面底板岩石集中巷与煤层巷道双巷布置方式如图1所示.1.3 石门与综采切巷联系的特殊布置方式基于“三软”煤层的实际情况，首先要考虑切巷布置层位，确定了“沿底掘进，边扩边装”的方案.在巷道布置上，为便于支架安装，确定沿轨道石门方向直接贯通布置综采切巷.综采切巷布置的突破有利于综采设备的运输和安装，综采由可能成为现实.1.4 综采工作面切巷安装技术由于“三软”煤层巷道难以支护，尤其是综采设备安装，要求切巷断面高度高、宽度大，为保证安装安全和顺利进行，切巷采用小断面贯通，然后超前扩巷，再进行支架和刮板输送机及采煤机安装的技术.1.4.1 综采切巷小断面贯通2201综采切巷掘进采用3.6 m长Π型钢梁配合2.8 m单体液压支柱二梁八柱对棚支护，切巷净宽为3.2 m，净高为2.5 m，棚距0.6 m.1.4.2 切巷超前扩巷为达到安装宽度，切巷扩巷时采用φ200×3 200 mm木梁配合2.8 m单体液压支柱一梁二柱支护，棚距0.6 m，中间架设两排抬棚加强支护.为防止冒顶，扩巷时分两次进行.第一次先用φ180×1 200 mm木梁配合2.8 m单体液压支柱一梁二柱支护，扩宽1 m，扩宽长度达到20 m，再用φ200×3 200 mm木梁配合2.8 m单体液压支柱扩宽到设计宽度.2 综采工作面配套设备2201综采工作面走向长度为1 070 m，倾斜长度为150 m，煤层厚度为0.4～5.2 m，平均厚度为4.2 m，可采储量0.94 Mt.综采工作面主要配套设备：综采支架120架（113架 ZF2200－16/24型中间支架，7架ZFG2200－16/24型过渡支架），采煤机 1部（MG132/320－WD），刮板运输机 2 部（SGZ630/2*160型，总长度304m），综采列车组1套（BRW －200/31.5乳化液泵2台，KBSGZY－630/10移动变电站2台，KTC101控制台1套，组合开关3台）.3 设备选型及采煤工艺3.1 高性能轻型放顶煤支架的确定3.1.1 支架架型的确定由于“三软”煤层厚度变化大，煤层受采动易垮落，片帮，工作面顶板基本顶来压周期不明显，有移位现象，具有较大的剪切阻力，工作面压力大且顶板破碎，考虑以上因素，工作面的支护应选用支撑掩护式支架.支架立柱选择强力型液压大立柱，能够承受较大压力.支撑掩护式支架，完成对工作面的支撑、护帮、支架前移.支架在回采时能够掩护好顶、帮，能够进行正常推进，完成推移工作面刮板输送机等一套动作，充分利用支撑掩护式支架兼有支撑式和掩护式支架的结构特点，工作阻力大，挡矸性能好，能承受较大的侧压，同时底板比压分布均匀，减少支架钻底，保证安全回采工作.3.1.2 工作阻力和初撑力确定液压支架支护强度应能够保证承受顶板压力，在工作面初次来压和周期来压时应能够保证支架不变形，正常推进工作面，支架结构和工作阻力需与煤层赋存条件相适应.由于偃龙矿区“三软”煤层随采随落，工作面初次来压和周期来压不是很明显，确定支架工作阻力为2 200 kN，初撑力确定为1 940 kN（p=31.5 MPa）.3.1.3 支架高度、宽度和重量的确定为避免或减少冒顶、片帮的发生，在回采过程中需要控制采高，煤层厚度大于采高时，采用放顶煤方法进行回采.支架选型确定高度时需考虑综采放顶煤的采放比，煤层平均厚度为4.2 m，确定合理采高为1 800～2 200 mm，因此支架高度确定为1 600～2 400 mm为宜.为减少支架钻底，选择轻型支架，为减少支架重量，宽度确定为1.25 m，质量确定为7×103 kg至9×103 kg.经过分析研究，2201综采工作面选择ZF2200/16/24轻型综放液压支架.3.2 放顶煤采煤工艺2201工作面采用综合机械化放顶煤采煤工艺，进刀方式为在机尾端部斜切单向进刀，全部垮落法管理顶板.整套回采工艺为：采煤机破煤、装煤，工作面刮板输送机运煤，移液压支架支护顶板，辅以液压单体支柱配合π型梁支护工作面两端头和两巷超前段，推前运输机、放煤、拉后运输机，采用全部垮落法处理采空区顶板.正规循环进尺为600 mm.4 防片帮及冒顶技术4.1 工作面注水工作面每隔4.0 m布置1个注水孔，注水孔布置在刮板输送机上方1.4 m的位置处，沿工作面垂直于煤壁施工6.0 m深的钻孔，封孔器插入孔内4.0 m，钻孔直径扩大到50 mm.4.2 超前段注水工作面上、下巷每隔5 m布置1个注水孔，注水孔布置在底板上1.0 m的位置处.上巷超前施工，以10°倾角向下打6 m深的钻孔;下巷超前施工，以10°倾角向上打6 m深的钻孔，封孔器插入孔内5 m，钻孔直径扩大到50 mm.2201综采工作面煤质松软，回采时煤层易冒落、片帮、漏顶，对煤层进行反复注水，使煤体充分湿润，增加了煤层胶结强度.煤壁注水使这个问题得以解决.4.3 支架前探护帮板改造由于ZF2200/16/24型液压支架护帮板护帮面积较小，护帮板伸出后存在前探部分架间距离大的问题.护帮板支护后，煤壁和顶板局部长时间裸露，造成片帮、漏顶等现象.针对这一问题，将规格为450 mm×950 mm（宽×长）的支架护帮板改造为750 mm×1 150 mm（宽×长）的护帮板，采用增加前探支架间装置，有利于防止煤壁的片帮及前端顶板的维护，增大接顶面积，增强顶、帮稳定性.5 结语针对嵩山煤矿2201工作面进行了“三软”煤层综合机械化采煤技术的研究，采用底板岩巷的“一巷三用”，合理选择高强度轻型放顶煤支掩式液压支架，以及综采防片帮和防冒顶等技术.目前2201综采工作面整体装备运转状状良好，嵩山煤矿综采研究实践证明，以技术装备的创新，不但降低劳动强度，增强企业竞争力，而且还极大促进和谐社会的发展.综合经济效益增加1.5亿元以上，实现了“三软”极不稳定煤层的安全、高产高效的目标，取得了显著的经济和社会效果.参考文献：［1］张五一.深井高地压“三软”地质条件下综采技术［J］.中国矿山工程，2012，41（3）：50－52，62.［2］谢海峰，郭俊生.“三软”厚煤层一次采全高综采工作面设计、设备选型配套及实践［J］.东北煤炭技术，1998（4）：9－13.［3］邓小磊.偃龙矿区“三软”煤层综采放顶煤工作面矿压观测研究［J］.企业技术开发，2012，31（8）：167－168.［4］操新明，王光泉.“三软”煤层大采高综采开采技术［J］.中国煤炭，2008（4）：59－60，82.［5］孙春东.复杂地质条件综采工作面实现连续开采的技术途径［J］.中国煤炭，2003（10）：37－39.［6］程东全，郑明宗.偃龙矿区三软煤层综合机械化开采关键技术的研究及实践［J］.中国煤炭，2012（8）：55－57，71.［7］李伟，詹振江.淮北矿区“三软”极复杂煤层综采技术研究与实践［J］.煤炭学报，2010，35（11）：1800－1808.［8］陶应宏.孤岛“三软煤层”综采技术探析［J］.矿业科学技术，2001（2）：32－33.［9］张晓飞.大倾角高瓦斯“三软”煤层综采工作面端头支护技术研究［J］.中国科技信息，2011（12）：64，66.［10］李爱斌.三软煤层综采支架快速移架技术的研究与应用［J］.煤炭工程，2005（7）：52－54.（责任编辑李文清）。
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作 面巷道 联络 巷 ， 掘进 巷 道 、 眼 ， 再 切 回采 工 作 面 布
置 如图 １所示 。
２ 三 软 煤 层 支 护 技 术 试 验
为增 加 回采 工 作 面巷 道 长 度 ， 长 工 作 面服 务 延 时间， 减少 巷道 联络 巷掘进 数量 ， 时降低 巷道返 修 同 率 ， 华三 矿 在 １０ 永 １ ８回采 工 作 面 采 用 了 ２ Ｕ 型 钢 ９ 可缩性 支架 结 合 “ 帮 卸 压 ” 孔 相 结 合 的 支 护方 松 钻
由 ８ ９ ｍｍ 调 整 为 １０ ｍ 设 备 为 Ｚ Ｓ６ ／ ． １ ｍ（ Ｑ 一 ２５ ５
型气 动式钻 机 ） 巷 道பைடு நூலகம்支 护 支 架 为 ３ Ｕ型 钢 可 缩 性 ， ６
２ １ 年第 １ 期 ０１ １
中 州煤 炭
总第 １１ ９ 期
偃 龙 矿 区 三 软 煤 层 支 护 技 术 研 究
刘友 军 ， 学锋 郭
（ 南永 鑫 煤 业 有 限 公 司 ， 南 淇县 河 河 ４６９ ） ５ ７２
摘 要 ： 龙 矿 区煤 层 赋 存 状 态 为 典 型 的 三软 煤 层 ， 南 永 华 能 源 有 限 公 司 工 作 面 巷 道 原 采 用 工 字 钢 对 棚 支 偃 河 护， 回采 工 作 面 巷 道 短 且巷 修 频 繁 ， 重 影 响 工 作 面 回采 期 间 的安 全 ， 时巷 道 掘 进 率 高。 永 华 公 司 三 矿 率 严 同 先 在 １０ １８回采 工 作 面 巷 道 中采 用 了 ２ Ｕ 型 钢 可 缩 型 支 架 与 松 帮 卸 压 钻 孔 相 结 合 的 方 法 ， 得 了 良好 的支 护 ９ 取
掘进 率 高 （ 络巷掘 进频 繁 ） 同 时易 造成 矿 井采 掘 联 ，
失调 。
１ 回采 巷 道 支 护 存 在 问题
永华 公 司 ３对 矿 井 均在 Ｌ 灰 岩 中布 置 底 板 岩 １
石集 中巷 ， 再从 底板 岩 石 集 中巷 中 开 口掘 进 回采工
图 ２ 工 字钢 支 护 断 面 示 意
收稿 日期 ： ０ １ ６— ７ ２ １ —０ ２
２ ２ 架 棚支 护及松 帮卸 压 ． （ ）９ １ ２ Ｕ型 钢 可缩 性 架 棚支 护 。２ Ｕ型 钢 可缩 ９
性 支架 由 １节棚 梁 和 ２节 棚 腿组 成 ， 断面 形 状 为 近
似直墙 半 圆 拱 形 ， 断 面 为 ２４ ０ ｍｍ Ｘ２６ ０ ｍ 净 ０ ０ ｍ
２ ０ｍｍ处 ， ０ 当底板 为软 岩时 ， 棚腿 加垫柱 鞋 （ ３ 。 图 ） 棚 梁两 端头一 定位 置 处 焊 接 固定 块 ， 防止 可 缩 性 支
嵩 山煤 矿 ２ １６工 作 面地 面标高 为 ＋ ０ ｎ 工 １０ ３ ３／， 作 面标 高 在 一１ ０～ ～１２ １ 范 围 内 （ 层 埋 深 为 ５ ９ １ ／ ＿ 煤 ４ ３～ ９ ， １０ ５ ４ ５ｍ） ２ １６工 作 面 回采 时 ， 帮 卸 压 钻 孑 松 Ｌ
（ 宽 ×净 高 ） 拱 部 圆半 径 为 １２ ０ｍｍ， 腿扎 角 净 ， ０ 棚 ８ 。棚 档 间距为 ５ ０ｍｍ， ５， ０ 背顶 、 材 料 为 １２ ０ ｍ 帮 ０ ｍ
・
作者简 介：刘 友军 （９ ３ ） 男 ， １８ 一 ， 江苏建 湖人 ， 助理 工程 师，０ ６年 ２０ 毕业 于华北科技学院 ， 现任河南永鑫煤业有 限公司工程部副部长。
式。
２ １ 试 验 工 作 面 概 况 ．
永 华 三矿 １０ １ ８回采 工 作 面地 面 标 高 ＋２ ３ｍ， ７
图 １ 巷 道 布 置 示 意
工作 面设 计 标 高 一１ ２～ 一６ 煤 层 埋 藏 深 度 为 ０ ｍ（ ２ ９— ３ ， ４ ３ ３ｍ） 回采巷 道设计 长 度 １０—１ ０ｍ， 眼 ３ ５ 切
效果 。
关键词 ： 三软 煤 层 ； 缩 型 支 架 ； 孔 ； 帮 卸 压 可 钻 松 中图 分 类 号 ：Ｄ ５ Ｔ ３３ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ３— ５６ ２ １ ） １ ０ ５— ２ １０ ０ ０ （０ １ ｌ —０ １ ０
偃 龙矿 区属 于郑 州 矿 区 ， 要 回采二 叠 系 山西 主
道 长度 一 般 为 ５ ０～８ 工 作 面 服 务 时 间短 ， 道 ０ ｍ， 巷
组二。 煤层 ， 层 为倾 角 ９ 煤 。～２ 。 ０ 的缓 倾 斜 煤 层 ， 属 低 灰 、 硫 、 磷 、 砷 、 熔蚀 粉 状 无 烟煤 ， 层 普 低 低 低 高 煤
氏系数 ｆ＜１ 。煤层 顶板 为炭 质泥 岩 、 岩 、 质 泥岩 泥 砂 及 粉一 细粒 砂 岩 ， 本 顶为 深 灰色 条 带 状 中细 石英 基 砂 岩 ； 板 常为含 丰 富 植 物化 石 的炭 质 泥岩 、 岩 、 底 泥 砂 质 泥岩 及 粉砂 岩 ， 本 底 为深 灰 色条 带 状 粉一 细 基 粒 石英砂 岩 。煤层 赋存 状态 为典 型的 三软煤 层 。
长 度 １０ ｍ。 ２
永华 三矿 回采工 作 面巷 道 原 采用 １ 字钢 对 １工 棚支 护 （ ２ ， 支 护 形 式 巷 道 矿 山压 力 显 现 快 、 图 ）该
大 ， 道在 掘进 ５ 巷 ０ｉ ｎ左右就 严 重变形 ， 需返 修作 业 ，
１０ｍ 长 的巷道 在 回采 期 间通 常需 巷修 ３～ ０ ５次 ， 严 重影 响工作 面 回采 期 间 的安 全 ； 同时 回采 工作 面 巷
１ ・ ５
２ １ 年第 １ 期 ０ １ １
中州 煤炭
总第 １ １ ９ 期
× ０ 的塑编 网 、 笆 片 、 杆 ， ４０ ０ｍｍ 荆 穿 穿杆 直径 不 小 于 ５ ０ ｍｍ， 间距 不 超 过 ３ ｍ。架 棚 中心 点 柱 为 ０ｍ ２ Ｕ型钢点 柱 ， 垫 木 柱 鞋 ； 帮 棚 腿 站 在 底 板 下 ９ 下 下