圆弧拱断面在三软煤层中的应用
“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
“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。
深部“三软”特厚煤层、双倾斜大倾角、大断面综放工作面切眼支护方法
３ ．切眼支护密度的确定
１ ＋ ．９ ２ ＝ ３ ｋ ／ ２ ４ ３２ × ５ ｌ ７ Ｎ Ｉ ｎ
方法的实践和分析计算， 确定了 ８０ 工作 １ ４ 通过现场试验与数值模拟相结合的办 对煤炭自 燃发火的影响． 为矿井制定防灭火 ｍ ３ 技术措施提供了依据。
采放顶煤开采工艺，安装 Ｚ ６０－ ９ ８ 顺山挑棚加固， Ｆ ８０ １ ３ 型 ／ 主要承载顶压。 安装前， 切眼 ２ ｍ为支架运输通道 ．安装运输宽度为 ． ０ 综放支架， 支架长度 ７ ｍ， １ ５ ， ． 宽度 ． ｍ 前后 刷大为 ７ ｍ ２ ５ １ ６ ． ｘ． ｍ的断面， ５ ９ 增加三排顺山 １ ５ ． ｍ的支架使用。煤壁侧， ６ 两排单体间距 部安装 Ｓ Ｚ７４ ３ 型运输机．宽度分别 挑棚加固， Ｇ －６／ ０ ６ 同时在切眼中部每隔 １ｍ加设木 为 １ ｍ． ０ ． 安装运输宽度为 １ ｍ的前部运输 ８ ． ６
为 １ｍ １ｍ ． 、． 。要求开切眼断面大， ６ １ 同时加 垛， 增加支护强度。 因煤层松软， 切眼易出现 机使用。 依据安装设备的尺寸情况， 合理确
上切眼处有两条落差分别为 ２ ｍ和 ６ ｍ 片帮、 ． ０ ． ５ 漏顶现象， 切眼的两帮采用塘柴、 荆笆 定单体的棚距．最大限度地满足了设备安
力的作用。１＃ ２ 工字钢与 Ｄ ． ｍ单体支 Ｗ３ ５ １
切眼合理的支护密度：＝ＴＲ＝ ３／ 柱 、 ｎ Ｐ ／Ｔ１７ 木垛的联合使用， 既有较高的强度， 又
浆封闭和对钻场水仓老峒注浆封堵等措施， １００ ｍ ； ： ５－．ｔ 支柱的密度，９ｄｍ ；Ｔ 有一定的柔性特点， ９Ｗ Ｎ ０ ／／２ ： ． Ｃ ａ ． 起到了相互配合、 共同
法． 能够比较真实的反映出煤柱的破裂程度 度； ： ｈ 夹矸、 ： 直接顶厚度 ； Ｙ： 煤容重， ／ 到对顶板较好的主动支撑能力，又有一定 ８ ｋ Ｎ
三软煤层巷道交岔点联合支护技术应用
三软煤层巷道交岔点联合支护技术应用摘要：“三软”煤层顶底板松软、受力易松散破碎、垮落，支护困难、承载能力差，在巷道交岔点支护过程中，巷道支架变形快、变形严重、棚腿容易钻底，维修率高、维修难度大，尤其是现在大力推进“四化”建设，加快实现“机械化减人、智能化换人”，大量新设备、大型设备的使用，对巷道交岔点的要求更高，选用合适的交岔点支护方式，对维持矿井的正常的安全生产秩序显得尤为重要。
本文将主要探讨联合支护技术在“三软”煤层交岔点支护中的应用。
关键字：三软煤层巷道交岔点联合支护技术“三软”煤层由于顶板软、煤层软、底板软，围岩稳定性差、承载能力差、煤层裂隙发育，巷道开掘后，围岩受压松散、破碎、垮落，巷道围岩承受很大的压力，近年来，随着煤矿机械化、智能化程度的提高，对巷道几何尺寸的要求也越来越大，交岔点的尺寸也就更大。
巷道交岔点处跨度大、应力集中、压力大、空间位置比较复杂且支护困难，造成该处巷道变形快。
火烧铺矿巷道交岔点支护主要以架U型棚并辅以工字钢穿花梁和U型钢抬棚的单一支护方式为主，根据多处工程实践，该支护效果差、巷道变形严重，往往巷道需要多次修复，才能满足使用需要，极大的增加的人力、财力、物力的投入，极大的增加的生产过程的安全风险，极大的延缓了工作面的投产时间。
因此，设计一套可靠的交岔点联合支护方式已变得迫在眉睫。
1、工程概况火烧铺矿23采区231运输石门与231704风巷交岔点位置原采用29U-5000型拱形棚进行支护、其规格为：下宽×中高=5.06m×3.2m，并用该型棚子架设抬棚进行支护、用三组（6根）7m长工字钢架设的穿花梁，由于压力大、支护强度不够，现拱形棚变形严重、巷道顶板下沉、两帮内挤严重。
为满足231704综采工作面设备运输、回采期间回风需要，需对该交岔点进行维修，考虑到17#煤推进慢，预计服务年限为2.5年。
2、交岔点支护设计为吸取原来支护失效的教训，维修时，考虑的方案为增大巷道断面、选用大棚子、增强原来的支护密度，并辅以增强围岩强度来支护交岔点。
综采工作面弧形开采研究与应用
２０ ０ ６年第 １ ０期
煤 炭 工
程
综 采 工 作 面 弧 形 开 采研 究 与应 用
何 华
（ 松藻煤电公司 打通一矿 ，重庆 ４ １４ ） ０４ ５
摘
要：弧形开采 实质上是扇形开采的一种特殊情况，但弧形开采有比纯扇形开采更 多的优
了保证 工作 面回风侧 采用全 液压 支架支 护 ，回风 巷采用两
图 １ Ｓ８ ７工作面末采 三角煤 区开采方 案平面 图 １１
次转 角设计 ，如图 ２ 。
［ ］ 崔 云 龙．建 井 工 程手 册 ［ ．北 京 ：煤 炭 工 业 出版 社 ， ２ Ｍ］
２ ｏ ｏ ３．
际情况有较大 差异 。在 设计 中严格 执行 我 国现 行规 范 ，采 用 以概率理论为 基础 的极 限状 态设 计法 、用 分项 系数进 行
部 副部长 ，主要从事煤矿 开采设计 及技 术管理工作。
７
维普资讯
维普资讯
２０ ０ ６年第 １ ０期
煤
炭 工
程
黑 岱 沟 选 煤 厂 粉 尘 综 合 治 理 总 体 方 案 研 究
郭 昭华 ，陈虎维
采方式。采 面煤 壁开 始调斜 至设计采 止线之 间夹角 约 ３ 。 １。 扇形开采段 回风巷布 置第 一种 方案可按 １５ 方位角 ，即 回 ７。
根据打通一矿采区方案布置及开采现状 ，Ｓ ８７工作 面 １１ 需用倾 斜长壁仰斜后退式开采 方式 ，工作 面宽度 １０ ６ ｍ，倾 斜长 １３ ． ｍ，煤 层倾角 ０～１。 ２ ８５ ４ ，煤层厚 度 ２ ３ ２ ８ｍ， ．５～ ． ２ 属中厚煤层 ，可采储 量 ７ ． ７ ８万 ｔ 。工 作面两 巷 方位 角均 为
开拓煤矿大倾角“三软”煤层巷道支护评价
开拓煤矿大倾角“三软”煤层巷道支护评价武晋文【摘要】根据围岩特性分析,大倾角“三软”回采巷道在巷道肩窝和底板处为应力集中点,易发生破坏,进而影响整个断面,诱发整体动态变形.通过对原巷道变形实测数据的回归分析得知原巷道支护方式不能有效改变围岩的流变特性,此评价为指导确定合理支护参数提供参考.【期刊名称】《中国矿山工程》【年(卷),期】2018(047)004【总页数】4页(P27-29,48)【关键词】大倾角;三软煤层;支护效果评价【作者】武晋文【作者单位】阳泉煤业集团有限责任公司二矿,山西阳泉045000【正文语种】中文【中图分类】TD3531 工程概况1.1 地质概况某煤矿202工作面开采二- 2煤层，该煤层厚度1.5～9.2m，平均5.6m，厚度变化较大。
煤岩类型以半亮型及半暗型为主，含镜煤及丝炭条带，具不明显的线理状结构，沥青～弱玻璃光泽，内生节理不发育，中夹数层暗煤薄层，厚0.3～0.5m，其中：半亮型煤煤质软，易呈碎块及粉末状；半暗型及暗淡型煤煤质坚硬，呈块状。
该煤层直接顶为黑色泥岩，有滑面，含镜煤条带，与薄层状粉砂岩交替出现，平均3.51m，含植物化石碎片，节理发育，较软，易沿滑面及裂隙冒落，不易支护；伪顶为黑色泥岩、灰黑色～灰白色粉砂岩，含镜煤条带，厚度0～2.1m；顶板岩石按饱和抗压强度分类属软弱岩石，按软化系数分类属软化岩石。
煤层直接底为深灰、灰黑色细砂岩，中间夹灰黑色泥岩、粉砂岩，平均厚度3.2m；伪底为深灰、灰黑色泥岩与炭质泥岩交替沉积，岩石松散有滑面，厚度0～1.45m；老底为浅灰、深灰色砂岩，厚度5.35m。
由于二- 2煤层顶底板岩石总体属极软～软岩类，其巷道容易发生冒顶或片帮，对掘进速度影响较大。
1.2 巷道围岩特性分析(1)煤层的整体性较差。
二- 2煤层层理发育较为明显，且内有数层软硬薄夹层交替出现，软夹层成粉末状、硬夹层成块状，掘进后巷道成形差。
由于煤层软，易导致锚杆、锚索的锚固力达不到设计要求，尤其是随着巷道服务期的延长，其后期锚固力失效问题严重[1～2]。
3煤矿采掘生产新技术、新装备、新工艺及新材料应用
当煤层厚度为1.5~6.0m,倾角大于5°,在一个条带内煤层比较稳定的条件下,应优先选用伪倾 斜柔性掩护支架采煤法,其工作面伪倾斜角度一般不小于25°,工作面长度一般为30~60m,年进度 可达480~660m。
采取“锚、网、索、喷、架、注”联合支护的方式,
以维持大埋深巷道软围岩的稳定
原理
双向聚能张拉成型爆破是通过双向聚能装置的导向和抑制作用,对爆轰产物产生双向聚 能效应,使非设定方向上的围岩均匀抗压,而设定的两个方向上的围岩集中受拉,在张应 力的作用下实现岩体的定向断裂。
切顶卸压沿空成巷是一项系统工程,由工作面的不断推进而逐步完成和实现,具体工艺如下:
首采面上下平巷施工。 需留巷平巷工作面侧加固锚索及顶板 预裂爆破钻孔施工(不一定是下平巷)。 远程实时监测系统布设。
巷道支护体系结构图
直接顶的岩性较差,岩层 内裂隙发育且破碎,抗压 强度低,属于Ⅰ类不稳定 岩体,强度指数D≤3 MPa
煤体强度低,节理发育, 煤层易破碎、不稳定,硬 度系数f=0.3~1.0
底板岩体为极软或极松 软的泥岩、砂质泥岩,等 限比压q≤5 MPa
A
顶板软
B
煤层软
C
底板软
顶板平衡拱的高度随巷帮等效半宽的增大而线性增大。 巷帮等效宽度的增加将引起顶板平衡拱的扩大,加强两帮支护有助于控制顶板平衡拱高度,提高顶板的稳定性。
敞开式全断面硬岩掘进机结构上没有用于掩护的护盾,适用于围岩地质条件较好 的巷道,可随掘进及时进行挂网、打设锚杆和喷射混凝土。
1—刀盘; 2—石渣漏斗; 3—刀盘驱动装置; 4—支撑装置; 5—盾尾密封; 6—凿岩机; 7—砌块安装器; 8—砌块输送车; 9—盾尾面; 10—辅助推进油缸; 11—后盾; 12—主推进油缸; 13—前盾; 14—支撑油缸; 15—带式输送机
郑州矿区“三软”不稳定厚煤层瓦斯抽放技术
郑州矿区“三软”不稳定厚煤层瓦斯抽放技术1概述郑州矿区，东西长约100km，南北宽5～45km，地层含煤面积1500km2，地质储量24.6亿t。
煤系地层主要为二迭系山西组，含煤两层：二1煤和一1煤。
其中二1煤为可采煤层，煤厚1.19～26.0m，煤厚变化较大，变异系数70.1%；煤质松软，普氏硬度系数0.3～0.5；直接顶多为泥岩和砂质泥岩，底板普遍为泥岩和粉砂岩，二1煤层属典型的“三软”不稳定厚煤层。
郑煤集团公司现有8座生产矿井，年生产能力1000万t。
采用长壁放顶煤一次采全高采煤方法。
其中有5座高瓦斯矿井，分别为超化矿、大平矿、告成矿、裴沟矿和米村矿。
随矿井向深部水平开拓延伸，煤层瓦斯含量增加，采面瓦斯涌出量最高达30m3/min以上，瓦斯治理难度增大。
二1煤层原生裂隙不发育，孔隙率小于4%，煤层透气性系数为0.052m2/MPa2·d，钻孔瓦斯衰减系数为2.35d-1，属较难抽放煤层。
煤层自燃等级为不易自燃，煤尘具有弱爆炸性，爆炸指数为14.1%～17.58%。
2郑州矿区瓦斯抽放技术放顶煤开采的一个显著特点是开采强度高，瓦斯解吸量大，当采面瓦斯涌出量达10m3/min以上时，靠通风稀释瓦斯十分困难，且受到矿井通风能力、风速超限和恶化作业环境等因素制约，瓦斯曾一度成为制约郑煤集团公司生产能力发挥的首要因素。
为彻底根治瓦斯，降低其危害程度，解放矿井生产力，进一步开展瓦斯抽放工作势在必行。
采空区瓦斯涌出量占放顶煤工作面涌出瓦斯总量的60%以上，是造成工作面上隅角及回风流瓦斯超限的主要原因之一。
在较难抽放煤层中，采空区瓦斯抽放是行之有效的方法，适合郑州矿区的开采技术现状。
到2001年，针对各矿井、采面的不同情况，采取了不同的方法综合治理瓦斯。
2.1煤位高抽巷技术在煤厚大于8m的高瓦斯采面，采取煤位高抽巷技术取得了令人满意的效果。
抽放瓦斯浓度一般为20%～60%，最高达80%以上，平均抽放率在40%以上。
圆弧拱型断面在巷道设计中的应用
圆弧拱形断面在巷道设计中的应用红岩煤矿技术部综上所述，根据我矿的实践，结合我矿井下岩石状态以及围岩松动圈理论，可以得出这样一个结论. 即:在我矿井田范围之内，根据需要，任何拱形巷圆弧拱形断面，在我矿得到了广泛的应用，并取得比较好的效果。
一、设计应用概况我矿自2011 月年开始应用圆弧拱形断面，最初只在小断面岩巷等巷道中采用，效果较好，但应用的范围不广，由于巷道施工质量的不断提高. 巷道成型、光爆质量越来越规范化、制度化，矿领导非常注重推广先进技术和先进经验，在此基础上，我们将三心拱、半圆拱、圆弧拱形断面加以比较，我们认为，无论从技术上还是经济上，采用圆弧拱形断面，都较其它两种断面合理，因此从今年二月份起，我矿巷道施工都采用了圆弧拱形断面。
二、适用条件及优缺点通过近几年的实践，将圆弧拱形断面和三心拱形断面相比较，圆弧拱形断面具有以下优点:1、设计计算简便，施工形状容易掌握。
以前我们普遍采用的三心拱形断面，由于施工难度较大，无论技术人员如何反复的讲解和现场指导，但施工出的巷道还是不伦不类，按质量标准挂线检查，很难找出合格点数。
为了按标准施工、技术人员特用© 16圆钢焊制带光爆眼位的模具，使用一段时间，造型和光爆质量均有提高，但现场施工来回抬、量、划眼位工人嫌麻烦，仅用一段时间就不用了，质壁也就下来了。
圆弧拱形断面较三心拱断面施工就容易掌握多了。
2、圆弧拱形断面，因拱部只有一个半径，地压大时，拱顶部不易开裂。
3、砌碹巷道容易加工圆弧拱形断面与半圆拱形断面相比，其优点是: 在巷道断面相同时、可降低巷道的高度，提高断面的利用率，换言之，在同样满足行人、运输的条件下，国弧拱形断面积可比半圆拱形断面积少10%左右，这样就减少了巷道的掘进量，提高了经济效益。
当然，水仓、专用的回风巷道，从维护、承压的角度讲，只要能满足掘进时的需要，还是采用半圆拱为准。
圆弧拱形断面的缺点是:l 、较半圆拱、受力情况稍差。
“三软”煤层综采工作面顶板管理技术探析
“三软”煤层综采工作面顶板管理技术探析发布时间：2023-02-15T06:17:16.073Z 来源：《科技新时代》2022年9月18期作者：甄龙洋[导读] 由于中国的煤层和地质条件的复杂演变，顶板事故是最常见的事故之一。
甄龙洋徐矿集团哈密能源有限公司新疆哈密 839000摘要：由于中国的煤层和地质条件的复杂演变，顶板事故是最常见的事故之一。
煤的 "三软 "的流变、膨胀和塑性特性影响着采煤的支持系统。
屋顶事故的风险和严重性都会增加，因为屋顶和地板会因采矿作业而严重变形和损坏。
因此，对于软顶接缝，有必要分析影响各级顶棚的因素，并提出合理的管理措施，以避免事故发生。
本文分析了软顶地雷爆炸事故的原因，回顾了软顶地雷爆炸管理技术，并提出了软顶地雷爆炸管理措施。
煤矿软三顶管理的技术措施。
关键词：三软；开发面；顶板管理方法引言：三软煤层是指在采煤作业中，地表覆盖层、基岩和原矿床相对较软的煤层。
"由于软煤层的结构复杂，在其形成过程中很容易出现断裂。
此外，煤层的顶部和底部是软弱的岩石，导致顶部和煤层相互分离，导致各种事故，严重影响采矿过程的安全。
一、"三软 "煤层的顶板事故原因分析三个软煤层的发展对支撑系统本身的弹性和变形能力有负面影响，容易降低其承重能力。
如果在达到支撑系统的强度后，周围各层的压力继续增加，底部顶板就会变形和坍塌，煤层上方的顶板也会受到严重破坏，给掘进队带来很大困难，总的破坏程度会逐渐增加。
同时，煤湖的坍塌将直接导致生命和财产的损失，并最终导致重大经济损失。
煤湖崩溃的主要原因是 "自然 "和 "人为 "灾害。
"自然灾害" - 是指由煤矿区的地质和地貌条件引起的自然灾害。
环境和大气条件很容易影响 "三软 "煤砂的暴露，以及不同程度的煤墙和锚杆的效率，从而导致煤墙开裂和淹没。
孔庄矿“三软”煤层巷道锚杆支护技术研究与应用
设计工作面两侧巷道宽度均为 ４ ０ ｍ， ０ ２ ｍ 高
度 ３ ０ ｍ（ ０ ０ｍ 煤层 倾 角 ２。 时 ， 帮 高 ３８０ｍ ０ 上 ０ ｍ， 下 帮 高 ２ ０ ｍ）断面 １．ｍ 。 ０ｍ ， ２ ２６ 溜子道 设计 巷道
钢筋梯子梁为直径 １ ｍ钢筋焊接而成。 ２ ｍ 顶板方格 网， 两帮钢塑网。
高度 、 宽度均预留 ６０ ｍ变形量 ， ０ ｍ 材料道设计高
顶板为加长锚 固方式 ； 两帮为端锚。
４ ４
张 永进
孑庄 矿 “ Ｌ 三软 ” 煤层巷 道锚 杆支 护技术 研究 与应 用
２ １ 年第 ６期 ０ １
锚 杆 托 板 规 格 为 ２ ０ｍｍ×１ ０ｍｍ×８ｍ ０ ０ ｍ， 材质 为 Ａ 钢 。
２ ａ左右 。属 于 典 型 的“ 软 ” ０ＭＰ 三 煤层 ， 围岩力 其 学 性 质如表 １所示 。
１ 煤层地质状况及 生产 技术条件
大 屯 能源 股份 有 限公 司孔 庄煤 矿 Ｉ Ｉ 、 及 Ｉ 采 区 的 ７ 煤 层 直 接 顶 为 泥岩 或 砂 质 泥 岩 ， 性
在该 矿 ７０ 、２ １ 作面 两道进 行 ，这两 个工 作 １７ ７０ 工 面巷 道布 置均 为一道 位于 采空 区侧 、一道 位 于煤
锚 索 选 用 直径 １． ５２ ｍｍ钢 绞 线 ，破 断 载荷 ４ ２ ０ ２０ｋ 锚 索长度 为 ６１。 ４ ６ Ｎ， Ｉ Ｔ
锚 索 托板 规 格为 ２ ０ｍ × ０ ｍ ×１ ｍ， ０ ｍ ２ ０ｍ ０ｍ 材 质为 Ａ 钢 。
缩 性支 架 。 作面 回采 期 间巷道 变形 剧烈 ， 占总 工 约
度、 宽度 均 预 留 １ ０ ０ｍｍ变形量 。 ２ ２２ 锚 杆支 护结构 ．
深部“三软”厚煤层中应用窄煤柱护巷的效果分析及对策
雪 ｎｎ ２２ 加 ＇ × ． ｍ等强 ５ 间排距 ７０ ＇ × ０ ｍ 矮 ｌ 根， ０ ｌ ８ ｆ ， ｎｎ ０ ｉ ｌ ｌ 帮锚杆 雪 ｎｎ ． 加 ＇ ×２０ｍ等强 ４根， ｌ ｌ 间排距６ × ５ｌ ０姗
尺寸为 ８０ｍ 实 际其与 ｌ２ （ ） ． ， ２２３ 工作面采空边缘所
留的煤柱宽为 ４５ ８０ 。 ． — ． ｍ ２２ 锚杆支护设计参数【 ． ２ 】
Ｃ ３ 煤 层赋存 稳定 ， 向稍有变化 ， １ —１ 走 煤厚平 均 ５２ 倾角 １ｏ ５， ． ｍ； ６ ２ 一１。平均 １．ｏ煤层结构较复 ３５；
８ ｍ的情况下 ， 差别不大， 而煤柱尺寸等于 ４５１， ． １ 两 １
１ 试验 巷道概 况
１１ 地质条件 ．
帮位 移量 最 小 ； 外 考虑 １１ （ ） 侧 邻 工作 面 另 ２２ ３ 下 ｌ２（ ） ２２３ 回采期 间刮板机上窜 、 上帮较多 ， 撕 而巷道 按 中线掘进 ， 所以选定 １１（） ２２３ 下顺槽沿 空掘巷煤柱
｝ Ⅳ
ｌ ｌ ｒ Ｈ
Ｉ 一破裂区 ； 塑性区； Ｉ 卜一 Ⅲ一弹性 区内应 力增 高部分 ； ＿原岩应 力 Ｉ Ｖ
区 ； ｌｌ（） ｌ ２２３下顺槽掘进前 １ ２３ 采空 区实体 煤附近煤体 的应力 — ２ （） ２ 分布曲线；－ １１（） ２ ２２３下顺 槽开挖后最终形成的应力分布曲线 。
２０ 年６ ０６ 月
矿 业安 全 与 环 保
第３ 卷第３ ３ 期
Hale Waihona Puke ８１ １ １宽煤柱 ， 这种窄煤柱巷道 开挖前及开挖后 ， 弓
起的应力分布如图 ３ 所示 。
巷道断面的分类
巷道断面的分类：巷道断面一共可分为我国煤矿巷道常用的断面形状是梯形和直墙拱形（如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形，简称拱形），其次是矩形，是在某些特定的岩层或地压情况下，才选用不规则（如半梯形）、封闭拱形、椭圆开或圆形。
几种断面形状见图。
矩形断面利用率高，承载能力低，一般用于顶压、侧压都小，服务年限短的巷道。
的断面利用率较拱形高，但承压性能较拱形差，故梯形断面常用于服务年限不长、断面较小或围岩稳定、地压大的巷道。
梯形棚子的顶梁承受压、弯内力拱形巷道拱部结构主要承受压应力。
木材、金属能抗压、抗弯石材的抗压强度大，抗弯性能很差，同时考虑到施工方便，因此，梯形断面常用于木材、金属、钢筋混凝土等棚式支架的巷道；拱形断面则常用于砖石、混凝土砌碹或金属弧形支架的巷道。
木棚子可具有较大的可缩性子虽可缩性差，但可多次回收复用；而石材支架很难具有可缩性。
所以，受采动影响大的回采巷道、准备巷道、常开成梯形；不受或受采动影响很小的开拓巷道、准备巷道，常掘成。
若使用可缩性金属拱形支架，即使是回采巷道也应掘成拱形。
煤矿过去常用的拱形巷道断面形状是半圆拱和三心拱。
随着光面爆破、锚喷支护新技术的广泛应用，圆弧拱的使用有所增加，这是因为它的承压性能方面比三心拱好，拱部成形比较容易；其断面利用率比半圆拱高；施工也比较方便。
当前，圆弧拱形多用于采区巷道，在大巷由于其壁高过大将是不经济的；半圆拱形仍普遍用于开拓巷道和硐室；有的中小型矿井为了提高断面利用率，对围岩坚固的开拓巷道，还采用了三心拱形。
在特别松软或膨胀性大的岩层中开掘巷道，当顶压、侧压都很大时，可采用墙拱形（把墙也作成曲线开）；底鼓严重时，可用带底拱的封闭拱形；四周压力都很大且不均匀时，可采用椭圆开；四周压力均匀时，可采用圆形。
沿煤层走向开掘巷道时，为了不破坏顶板，常根据煤层赋存情况，将巷道开成各种不规则开。
锚喷支护是一种加固围岩、发挥围岩自身支承能力的新型支护。
使用这类支护，巷道断面形状选择可以比较灵活，一般根据地压的情况和服务年限长短就可以确定。
圆弧形三棱抽放钻杆在大众煤矿的应用
工 业 技 术60科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N大众矿属煤与瓦斯突出矿井,典型的“三软”煤层,煤层瓦斯含量高。
工作面在回采过程中,因煤体瓦斯抽排效果不好导致工作面、回风流及采面上隅角瓦斯经常超限,造成正常采煤频繁停止,对产量限制极大。
而煤体瓦斯释放效果不好的原因之一是本煤层瓦斯抽放钻孔打不深,钻孔密度小,工作面沿走向中部煤体内存在钻孔空白带,瓦斯得不到有效抽排,对安全生产构成极大威胁。
结合大众矿现阶段瓦斯抽放情况,选用圆弧形三棱抽放钻杆,对该矿本煤层瓦斯实施钻孔抽放,有效地解决了钻孔成型浅,抽放效果不好的问题,取得了良好效果。
1 矿井概况大众矿为煤与瓦斯突出矿井,现开采的二1煤层,煤层赋存比较稳定,地质构造中等。
煤种类型为瘦煤,煤尘无爆炸性,不易自燃煤层,瓦斯含量高,中国矿业大学对我矿进行了《-500m以上水平二1煤层瓦斯参数研究》,测定二1煤层瓦斯含量分别为7.543～8.045m 3/t,平均含量为7.794m 3/t,透气性系数为0.02～0.035m 2/(MPa2.d),瓦斯解析指标K1值为0.35ml/(min0.5·g),坚固性系数平均值f=0.279,瓦斯放散初速度平均值△P=19.377mmHg,煤样的吸附常数a=33.21m 3/t,b=1.30MPa-1,煤的孔隙率平均值为5.443%,瓦斯压力为0.40MPa、0.50MPa、0.37MPa。
2 本煤层瓦斯抽放钻孔施工工艺大众矿属高瓦斯突出矿井,每个回采工作面在回采前必须先施工本煤层抽放钻孔。
本煤层抽放钻孔施工所采用的钻机为ZY -650型,配备普通圆钻杆,每根钻杆长度为0.8m,钻杆连接采用锥形丝扣拧接,钻头选用与钻杆径相配的金刚石钻头,煤巷采用风力排粉,岩巷采用水排粉。
3 钻孔成型浅的原因(1)钻孔排粉不畅通。
大量切割下的和喷孔产生的煤粉不能及时被排到孔外而积压在孔内,造成压钻、卡钻等异常现象,导致钻孔施工速度慢、打不深,钻杆被压在孔内,丢失严重。
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。
巷道断面及布置
巷道断面及布置巷道断面及布置一、巷道断面形状我国煤矿巷道常用的断面形状是梯形和直墙拱形（如半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形管称拱形），其次是矩形。
只是在某些特定的岩层或地压情况下，才选用不规则形（如半梯形）、封闭拱形、椭圆形和圆形。
矩形断面利用率高，承载能力低，一般用于顶压、侧压都小，服务年限短的巷道，如侧压大，两帮支架将发生移动或被坏。
梯形的断面利用率较拱形高，但承压性能较拱形差，常用于服务年限不长、断面较小或围岩稳定、地压不大的巷道。
拱形断面则常用于服务年限长或围岩不稳定、地压大的巷道。
在特别松软或膨胀性大的岩层中开掘巷道，当顶压、侧压都很大时，可采用曲拱形;底膨严重时，可用带底拱的封闭拱形;四周压力都很大且不均匀时，可采用椭圆形;四周压力均匀时，可采用圆形。
沿煤层掘进巷道时，为了不破坏顶板，常根据煤层赋存情况，将巷道开掘成各种不规则形。
巷道断面形状往往取决于矿区富有的支架材料和习惯采用的支护方式。
木棚子和钢筋混凝土棚子适用于梯形和矩形等断面;料石和混凝土砌碹适用于拱形、圆形等曲线形断面;而金属支架、锚杆支护适用于任何形状断面。
二、巷道断面尺寸巷道断面尺寸主要依据用途来决定的，并用所需通过风量来校正，以人员通过方便为原则，《煤矿安全规程》规定：巷道净断面，必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要。
巷道开掘出后不加支护的断面称为荒（毛）断面，支护后的断面称为净断面。
巷道断面尺寸主要考虑巷道的净高和净宽。
（一）巷道的净宽度矩形巷道（直墙巷道）的净宽度，是指巷道两侧壁或锚杆露出长度终端之间的水平间距。
对梯形巷道，当巷道内通行矿车、电机车时，净宽度指车辆顶面水平的巷道宽度。
当巷道内设置运输机械时，净宽度指从巷道底板起1.6m高水平的巷道宽度;当巷道不放置和不通行运输设备时，净宽指净高的二分之一处的水平距离。
巷道净宽主要取决于运输设备本身的宽度，人行道宽度和相应的安全间隙，无运输设备的巷道可根据通风及行人的需要来选取。
直墙半圆拱形断面在回采巷道的应用
９ ６・
科 技 论 坛
直墙半圆拱形断面在 回采巷道 的应用
王 论
ห้องสมุดไป่ตู้
（ 神华宁夏煤业集 团梅花井煤矿 ， 宁夏 银 川 ７ ５ ０ ４ １ ０ ）
摘 要： 针对 回采巷道采用异梯形断面施 工时， 顶板岩石弯 曲产生应 力变化时 易造成巷道 围岩 变形 、 破 坏严重的情 况， 结合 现场 实际 条件 ， 改用直墙 半圆拱形断面施 工， 并结合锚杆、 金属 网、 钢 带及锚索对巷道进行组合支护 ， 有效地控制 了 巷 道围岩变形 ， 减少 了 巷道 二次
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图 ４ 顶 板 离 层 位 移 图
帮部采用塑料 网沿护 帮 ， 两侧靠近底板 的巷帮锚杆安装 性一 定的情况下 ， 分层厚度 、 节理裂隙间距越大， 巷道顶板稳定性越 药 卷锚 固 ， 角度与水平线成 １ ５度夹角。铁托板规格为 １ ２ ０ Ｘ １ ２ ０ Ｘ ｌ Ｏ ｍｍ， 木托 好， 顶板离层值就越小 。 板规格为 ４ ０ ０ ×２ ０ ０× ５ ０ ａ ｒ ｍ， 顶锚杆和锚索分别使用一个铁托板 ， 帮 巷道断面的大小和形状对巷道的稳定有重要影响。 为加强对 回 ， 采巷道围 岩的有效控制 ， 并结合本矿实 际情况 ， １ １ ４ ２ ０ ２回风顺槽采 锚杆使用一 个铁 托板和一个木托板 。 用直墙半 圆拱形巷道断面施工 ， 断面见图 ２ 。 ２支护方案 ２ ． １顶板支护
１ 断面 优 化
桂 状
真 真 厚 岩 石
厚 （ 累积
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探煤巷圆弧拱断面支护施工措施
探煤巷圆弧拱断面支护施工措施经矿研究决定，迎头由弧形拱变动为半圆拱形断面。
为确保安全施工，特制定以下安全措施。
一、巷道断面采用锚网带+锚索支护，半圆拱形断面。
其中：S荒=7.9m2，S净=6.83m2。
附：巷道永久支护断面图(1：50)。
二、支护方式(一)临时支护：采用吊环式前探梁作为临时支护，前探梁采用4吋钢管制作，长度不小于3.8m;使用三组前探梁，间距0.8米，四根前探梁横木，用金属锚杆和吊环固定，吊梁器采用厚度不小于10mm钢板制作，每根前探梁使用2个吊环。
鞍马用配套的锚杆螺母固定，采用加长锚，岩石中锚杆设计锚固力为130KN/根，煤中锚杆设计锚固力为70KN/根。
前探梁下方用横木和木枇接顶。
前探梁横木规格为：1400×100×60mm;放炮前最大临时控顶距小于0.8m，放炮后最大临时控顶距离不大于2.4m。
附：竖井临时支护断面图(二)永久支护1、本巷主要采用半圆拱形锚网带+锚索支护，锚杆间排距拟订为800×800mm。
三、质量要求本工程严格按照设计施工图纸施工，认真执行国家标准GBJ23-90《矿山井巷工程及验收规范》、煤炭行业标准MT5009-94《煤矿井巷工程行业标准质量检验评定标准》、《煤炭工业建设工程质量技术数据资料管理规定》和《煤炭工业煤矿井巷工程、建筑安装工程质证资料申辩评比办法》。
附：巷道工程质量新规定表半圆弧拱形锚网带支护巷道规章工程质量规定表四、安全技术措施1、在支护前和支护过程简支梁中多敲帮问顶，及时摘除毛建草悬矸。
(1)应由两名有经验这三项的人员担任这项工作，一人敲帮问顶，一人观察顶板和退路。
敲帮问顶人员应站在安全地点，观察人应站在找顶人的侧西势厝边上，并保证退路畅通。
(2)敲帮问顶应从有完好支护的地点开始，由外向里，先顶部后两帮依次进行，敲帮问顶范围内严禁其他人员进入。
(3)用长把计算机程序敲帮问顶时，应防止煤矸顺杆而下伤人。
(4)顶帮遇到大块断裂煤矸或无烟煤煤矸离层时。
三软巷道交岔点支护技术的运用分析
三软巷道交岔点支护技术的运用分析摘要】目前在三软巷道支护上，具有非常大的困难。
尤其是对于三软巷道交岔点的支护，更是出现了非常大的阻碍。
本文通过研究河南能源化工集团常村煤矿的具体情况，对交岔点使用锚网喷，锚索以及Ｕ型棚方式进行支护，让支护效果达到最佳程度，以期保证巷道的整体的质量。
【关键词】三软巷道；交岔点；支护技术引言该地区煤矿矿井中煤层顶底板围岩非常柔软，容易破碎。
一旦遇到水，很容易膨胀,属于具有代表性的三软地层。
在巷道交岔点处,其应力集中显著,压力非常大，支护难度大。
如果仅仅只是使用简单的支护形式无法达到要求，所以为了让岩体具有承载能力,对交岔点使用锚网喷，锚索以及Ｕ型棚形式进行支护,让支护效果达到最佳程度，以期保证巷道的整体的质量。
1.施工地点的具体情况交岔点处在11采区第三中部车场同运输巷的结合地域。
11采区第三中部车场地面标高+192m- +195ｍ,巷道底板标高-116m，埋深308m-311ｍ。
早期的支护方案是工字钢梯形棚,梁长3.4ｍ,净高2.3ｍ,净断8.7ｍ2。
因为支护存在时间较长，而且很少进行维护，巷道出现比较严重的变形,工字钢棚梁被压弯等等其他情况。
目前巷道宽度只有1.8m，断面也只有3ｍ2。
为了可以达到1107工作面综采设备的运输，安装生产需要等其他各方面的要求，必须对交岔点进行大断面扩修。
轨道下山巷道也属于扩修巷道,早期的支护方案过于滞后，因此必须排除，否则会对巷道造成一定程度的威胁[1]。
2.具体方案制定2.1断面设计因为11采区是常村煤矿当前非常重要的生产采区,在11采区运输以及通风中处于重要的地位。
另外由于从11采区的工作面设备的运输，以及安装实际情况入手，在制定具体方案时，11采区第三中部车场巷道净断面面积不能少于15ｍ2,Ｕ型棚支架主要分为3部分,弧形顶梁和2根架腿。
梁长为4 608ｍｍ,腿长3 470ｍｍ,腰宽4 300ｍｍ,底宽为4 800ｍｍ,净高3 800ｍｍ。
“三软”煤层巷道掘进常见问题治理浅析
“三软”煤层巷道掘进常见问题治理浅析
煤层巷道掘进是煤矿开采过程中的重要环节，也是煤矿安全的关键点之一。
在实际工作中，常常会遇到各种问题，影响着煤矿的生产效率和安全性。
本文将以“三软”煤层巷道掘进常见问题为例，对其治理进行浅析。
“三软”是指煤巷顶、帮顶、地表软化问题。
煤巷顶是指煤巷的上覆岩层，煤巷帮顶是指煤巷的侧壁，地表软化是指煤层开采对地表造成的沉降和塌陷。
煤巷顶问题是煤矿生产过程中常见的问题之一。
煤巷顶松软易坍塌，严重影响了巷道的稳定性和工作面的正常开采。
治理方法主要有以下几种：一是采用合理的支护方式，如锚杆、喷锚网等，提高煤巷的稳定性；二是采取巷顶预支护技术，即在掘进巷道的提前进行巷顶支护，减少顶板松软导致的坍塌事故；三是进行巷顶加固处理，如钢梁加固、人工拱券等，增加巷顶的强度和稳定性。
地表软化是煤层开采过程中常见的问题之一。
地表软化会导致地表沉降和塌陷，严重影响周围的建筑物和设施。
治理方法主要有以下几种：一是进行地表的加固处理，如土体加固、混凝土加固等，提高地表的承载能力；二是进行地面的沉降监测和预警，及时采取措施减轻地表的沉降程度；三是提前做好相关的环境保护措施，减少地表软化对周围环境的影响。
针对“三软”煤层巷道掘进常见问题的治理，需要采取综合性的措施和技术手段。
只有从巷道支护、巷道加固、地表加固等多个方面入手，才能有效地解决“三软”问题，确保煤矿的安全生产。
还需要做好相关的监测和预警工作，及时发现问题并采取措施进行治理，以防止事故的发生。
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件复杂。目前 主 采 二 煤， 煤层 平 均 厚 度 5． 25 m， 倾 角 23° ～ 27° ， 胶 带 运 输 巷设计 宽 度 5． 0 m， 高 度 3． 4 m， 回风巷设计宽度 4． 2 m， 高度 3． 4 m， 所有 回 采 巷 道上帮均破二煤底板( 破底量平均 1． 2 m) 掘进。 煤 层顶底板岩体节理与裂隙发育， 岩层富含水， 顶板为 砂岩含水层， 岩石易软化， 强度低、 坚固性差， 为不稳 定性 岩 层 ， 属易 冒落 的 三 类 周 期 来压 强 烈 顶 板。 二 煤的物理特性为黑色、 块状、 半暗型煤、 弱沥青光泽， 节理及裂隙发育， 煤质较软。底板以粗砂岩、 泥岩为 主并且具有膨胀性。底板岩石中的主要矿物成分为 伊利石、 绿泥石和石英， 其中 伊 利 石 含 量 为 40． 4% ， 绿泥石含量为 29． 8% ， 石 英 含 量 为 29． 8% ( 膨胀 力 实验测定大致在 0． 43 ～ 0． 45 MPa 之间， 膨胀率大致 在 5． 46% ～ 10． 67% 之间， 内 摩擦 角 大 致 在 35°44' ～ 38°33' 之间) 岩 石 强 度 较 低， 抗 水、 抗 风化 和 抗 冻 能力差， 岩石坚固性差， 属软弱类底板。因此清水营 ( 顶 软、 煤矿二煤属 典 型“三 软 ” 底 软 和煤层 软 ) 煤
The Application of Circular Arch Section in Three Soft Coal Seams
MA Xing － hua1 ，ZHAO Chang － hong2 ( 1 ． Preparatory Division of Shuangma Coal Mine，Shenhua Ningxia Coal Industry Group， Yinchuan 750004 ， China; 2 ． Qingshuiying Coal Mine，Shenhua Ningxia Coal Industry Group， Yinchuan 750004 ， China) Abstract : The section of mining gateway commonly used the form of semicircle arch，circular arch，rectangle and trapezium． In the actual production，the trapezoidal and rectangular section tends to gain the advantage in advance support． However，roof and surrounding rocks are not controlled easily． Especially in three － soft mining area，the roadway support meets many difficulties． The surrounding and the utilization of cross section tunrocks of semicircle arch are much more stable than that of rectangular and trapezoidal roadways， nel is lower than the circular arch section． But end support can not adjoin roof fully，and advanced support is not operated conveniently． Therefore，circular arch section is the best for mining gateway． Key words: circular arch; mining gateway; three soft coal seams; free － of － pressure arch
的断面形式确保巷道在回采期间支护有效可靠。另 外随着机械化程度的提高， 大功率机械设备的应用， 在设备的运输安装及运行期间对巷道断面尺寸也有 较高的要求。因此 在 巷 道 规 格 一 定 的 条 件 下， 力求 提高断面利用率， 缩小断面、 降低造价并有利于加快 ［3 ］ 施工进度 。 1 煤层概况 清 水 营 煤矿 处 于 宁东 鸳鸯 湖 矿 区， 地 质
分析·探讨
圆弧拱 断 面 在 三 软 煤层中的 应 用
1 2 马兴华 ， 赵长红
( 1． 神华宁夏煤业集团 双马煤矿筹建处， 宁夏 银川 750004 ; 2． 神华宁夏煤业集团 清水营煤矿， 宁夏 银川 750004 )
要: 回采巷道常用的断面形式有半圆拱形、 圆弧拱 形、 矩 形、 梯 形。 在实 际 生产中， 虽然矩形 及梯形断面容易掘进， 在超前支护时有其优势， 但 是在 回 采 前 期 巷 道 的 顶板 及 围岩 不 易 控 制， 尤 摘 “三软” 其在 煤层中能否有效支护巷道的问题将更加突 出; 半 圆拱 断 面 虽 然 可 以 使 围岩 取 得相 对 的稳定性， 施工也比较方便， 但是其断面利用率比圆弧拱断面低。另外半圆拱在回采过程中端头 支架不能充分接顶、 超前支护也不便于操作。给 回 采 巷 道 的 顶板 管 理 带 来 了 不 便。 在 这 种 情 况 下， 回采巷道选用圆弧拱断面便有一定的优势。 关键词: 圆弧拱; 回采巷道; 三软煤层; 免压拱 中图分类号: TD353 文献标志码: B 文章编号: 1003 － 496X( 2012 ) 12 － 0204 － 03
在我国煤矿 回 采 巷 道 中， 采用的 断面形 式 主要 有矩形、 圆弧拱形、 梯形等。断面形式的选择主要考 虑巷道围岩的地压 大 小 和 方向， 巷 道选 用的 支 护 材 ［1 ］ 料和支护 方 式， 巷 道 的用 途 和 服务 年 限 等 ， 断面 形式的选择是否合理直接影响到煤矿生产的安全和 经济效果。随着技术 设备 的 迅 速 发 展， 高 产 高效矿