大倾角仰斜开采工作面临时水仓的设计与应用
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ຫໍສະໝຸດ 362012 年第 4 期
大倾角仰斜开采工作面临时水仓的设计与应用
刘汉慈
( 山东东山军城能源开发有限公司，山东 济宁 272350)
摘 要 该文提出了一种用沿空留巷的方法建立临时水仓以达到及时排水的目的。沿空留巷设置临时水仓的方法不仅操作简便排水效果显著， 保证工作面不会受水患的影响，而且不会影响工作面正常生产，在大倾角仰斜开采的工作面用沿空留巷的方法设置临时水仓，既安全又高效。 关键词 大倾角仰斜开采 沿空留巷 临时水仓 中图分类号 TD744 文献标识码 B
1 煤层赋存特征
由钻孔资料和 21701 运输巷揭露可知，15 号煤层 本区赋存稳定，结构简单，层理、节理较发育，由北向南 逐渐变薄，厚度为 1． 43 ～ 2． 57m，平均 2． 05m。煤层由 北向南会出现厚为 0． 14m 的夹石，倾角为 0 ～ 1°，直接 顶为炭质泥岩，节理裂隙发育、性松软，易破碎，平均厚 度为 2． 55m； 炭质泥岩之上近 1m 的范围为 2 层煤线和 粉砂岩互层，再上为厚 9． 14m 的灰白色粉细砂岩互层， 坚硬、性脆，煤层底板为褐色粉砂岩。如图 1。
1 工作面概况
某煤矿 11205 工作面所采煤层为 12下 煤，开采水平 为 － 425m，工作面标高 － 420 ～ － 530m。12下煤为较稳定 煤层，煤层结构简单，均厚 1． 3m，无结核，局部含一层夹 矸，夹矸岩性为砂质泥岩，厚度一般为 0． 05m。老顶为七 灰，直接顶为泥岩、12 上 煤，直接底为八灰。
由于工作面运 输 采 用 下 拉 方 式 ，皮 带 顺 槽 相 对 轨 道 顺 槽的水平标高 较 低，工 作 面 老 空 出 水 时 需 在 平 巷 溜 尾 预留临时水仓进行排水，示意图如图 1 所示。
五灰位于 12下 煤上部 25m，五灰均厚 2． 0m，浅灰 色、层位较稳定。井下其他地方揭露五灰含水不均匀。 依据《矿井 水 文 地 质 规 程 》提 供 的 冒 落 带 导 水 裂 隙 带 最大高度经验公式，计算开采 12下 煤层的最大冒裂高 度为 40m，因此五灰位于 12下 煤导水裂隙带内部，三灰 含水层位于 12下 煤上部 50m，均厚 7． 5m，其他地方揭 露均含水，富水性较强，属较强含水层。
2012 年第 4 期
37
破碎顶板巷道支护技术
贺海峰
( 大同煤矿集团公司云冈矿，山西 大同 037003)
摘 要 为了解决大同侏罗纪 15 号煤层松软破碎顶板巷道支护技术难题，对煤层及顶底板岩层进行了物理力学性质测试，在此基础上分析了 巷道顶板类型，针对煤层顶板实际情况，阐明了破碎顶板巷道支护原则，通过理论分析确定了煤层巷道围岩锚固支护方案。 关键词 破碎顶板 锚固支护 围岩控制 研究 中图分类号 TD327． 2 + 2 文献标识码 A
煤仓，该综掘队每个早班（ 保运队中五大皮带检修） ， 一般进尺为一排，甚至无法进尺，而引进梭式矿车代替 阶段煤仓之后，每个早班平均进尺 3 排。
此次梭式矿车的安装，比常规施工方法，对生产的
影响减少了 6 个圆班，最大限度的实现了生产与安装 的平行作业，提高了安全系数，促进了单产单进，优化 了劳动组合，有效缓解了 7257 机巷生产的紧张局面。
3 涌水量计算
11205 综采工作面涌水量预计采用比拟法。该面 与 11204 工作面相邻，水文地质条件相似。已知 11204 工作面的正常涌水量为 11m3 / h，面积为 23760m2 。
计算公式如下：
槡 Q = Q11204 × F11205 / F11204 ×
S11205 S11204
式中： Q － 11205 工作面涌水量，m3 / h；
Q11204 － 11204 工作面正常涌水量，11m3 / h；
F11205 － 11205 工作面实际开采面积，94390m2 ；
F11204 － 11204 工作面实际开采面积，23760m2 ；
* 收稿日期： 2012 － 02 － 02 作者简介： 刘汉慈，男，工程师，现任山东东山军城能源开发有限公
永定庄矿为大同矿区首个开采侏罗系 15 号煤层 的矿井，该煤层在大同矿区为不稳定煤层，煤层直接顶 板为厚 2． 3 ～ 3． 5m 松软破碎的炭质泥岩，其层理、节理 裂隙极其发育，固结性差，煤层赋存区域内断层较为发 育，巷道顶板 易 随 掘 随 冒。 支 护 困 难，围 岩 变 形 量 大、 破坏严重、维护费用高等问题。
2 含水层（ 顶部和底部） 分析
S11205 － 11205 面实际水位降深，m； S11204 － 11204 面实际水位降深，m。 S11204 = S11205 ，计 算 得 11205 综 采 工 作 面 的 正 常 涌 水量为 44m3 / h，最大涌水量为 70m3 / h。
4 临时水仓设计与应用
2 巷道顶板类型分析
2． 1 岩石坚硬程度 由实验获得巷道顶板炭质泥岩的单轴抗压强度为
26． 3MPa，巷道两帮煤体的单轴抗压强度为 19． 8MPa， 巷道底板粉砂岩的单轴抗压强度为 64． 8MPa。永定庄 矿 15 号煤层巷道的顶板（ 炭质泥岩） 及煤帮属于较软 岩石类型，底板（ 粉砂岩） 则属于较硬岩石类型。
司军城煤矿掘进副总工程师
图 1 临时水仓示意图 （ 1） 在皮带顺槽沿空留巷的方式预留临时水仓， 水仓每拖后工作面 15m 左右回撤一次，并始终拖后工 作面距离不小于 5m。 （ 2） 沿空留巷段使用 3 排单体液压支柱配合道木 及金属铰接顶梁进行支护。沿空留巷段靠近工作面侧 单体支柱配合道木支护，柱距不大于 0． 4m； 另两排使 用单体支柱配合铰接顶梁支护。单体液压支柱排距为 1． 2m，下帮采用对柱支护，支柱初撑力不小于 50kN，上 帮每隔 2 ～ 3m 支设一棵木支柱，木支柱必须用木楔砸 紧。 （ 3） 沿空留巷段距工作面新鲜风流口不大于 5m， 当沿空留巷段距离大于 5m 时，使用 2． 2kW 的局部通 风机配合直径为 0． 3m 的风筒进行供风，并在关门柱处 悬挂瓦斯便携仪。 （ 4） 皮带顺槽始终保持 3 台水泵（ 2 台水泵排水，
大倾角仰斜开采工作面临时水仓的设计与应用
刘汉慈
( 山东东山军城能源开发有限公司，山东 济宁 272350)
摘 要 该文提出了一种用沿空留巷的方法建立临时水仓以达到及时排水的目的。沿空留巷设置临时水仓的方法不仅操作简便排水效果显著， 保证工作面不会受水患的影响，而且不会影响工作面正常生产，在大倾角仰斜开采的工作面用沿空留巷的方法设置临时水仓，既安全又高效。 关键词 大倾角仰斜开采 沿空留巷 临时水仓 中图分类号 TD744 文献标识码 B
1 煤层赋存特征
由钻孔资料和 21701 运输巷揭露可知，15 号煤层 本区赋存稳定，结构简单，层理、节理较发育，由北向南 逐渐变薄，厚度为 1． 43 ～ 2． 57m，平均 2． 05m。煤层由 北向南会出现厚为 0． 14m 的夹石，倾角为 0 ～ 1°，直接 顶为炭质泥岩，节理裂隙发育、性松软，易破碎，平均厚 度为 2． 55m； 炭质泥岩之上近 1m 的范围为 2 层煤线和 粉砂岩互层，再上为厚 9． 14m 的灰白色粉细砂岩互层， 坚硬、性脆，煤层底板为褐色粉砂岩。如图 1。
1 工作面概况
某煤矿 11205 工作面所采煤层为 12下 煤，开采水平 为 － 425m，工作面标高 － 420 ～ － 530m。12下煤为较稳定 煤层，煤层结构简单，均厚 1． 3m，无结核，局部含一层夹 矸，夹矸岩性为砂质泥岩，厚度一般为 0． 05m。老顶为七 灰，直接顶为泥岩、12 上 煤，直接底为八灰。
由于工作面运 输 采 用 下 拉 方 式 ，皮 带 顺 槽 相 对 轨 道 顺 槽的水平标高 较 低，工 作 面 老 空 出 水 时 需 在 平 巷 溜 尾 预留临时水仓进行排水，示意图如图 1 所示。
五灰位于 12下 煤上部 25m，五灰均厚 2． 0m，浅灰 色、层位较稳定。井下其他地方揭露五灰含水不均匀。 依据《矿井 水 文 地 质 规 程 》提 供 的 冒 落 带 导 水 裂 隙 带 最大高度经验公式，计算开采 12下 煤层的最大冒裂高 度为 40m，因此五灰位于 12下 煤导水裂隙带内部，三灰 含水层位于 12下 煤上部 50m，均厚 7． 5m，其他地方揭 露均含水，富水性较强，属较强含水层。
2012 年第 4 期
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破碎顶板巷道支护技术
贺海峰
( 大同煤矿集团公司云冈矿，山西 大同 037003)
摘 要 为了解决大同侏罗纪 15 号煤层松软破碎顶板巷道支护技术难题，对煤层及顶底板岩层进行了物理力学性质测试，在此基础上分析了 巷道顶板类型，针对煤层顶板实际情况，阐明了破碎顶板巷道支护原则，通过理论分析确定了煤层巷道围岩锚固支护方案。 关键词 破碎顶板 锚固支护 围岩控制 研究 中图分类号 TD327． 2 + 2 文献标识码 A
煤仓，该综掘队每个早班（ 保运队中五大皮带检修） ， 一般进尺为一排，甚至无法进尺，而引进梭式矿车代替 阶段煤仓之后，每个早班平均进尺 3 排。
此次梭式矿车的安装，比常规施工方法，对生产的
影响减少了 6 个圆班，最大限度的实现了生产与安装 的平行作业，提高了安全系数，促进了单产单进，优化 了劳动组合，有效缓解了 7257 机巷生产的紧张局面。
3 涌水量计算
11205 综采工作面涌水量预计采用比拟法。该面 与 11204 工作面相邻，水文地质条件相似。已知 11204 工作面的正常涌水量为 11m3 / h，面积为 23760m2 。
计算公式如下：
槡 Q = Q11204 × F11205 / F11204 ×
S11205 S11204
式中： Q － 11205 工作面涌水量，m3 / h；
Q11204 － 11204 工作面正常涌水量，11m3 / h；
F11205 － 11205 工作面实际开采面积，94390m2 ；
F11204 － 11204 工作面实际开采面积，23760m2 ；
* 收稿日期： 2012 － 02 － 02 作者简介： 刘汉慈，男，工程师，现任山东东山军城能源开发有限公
永定庄矿为大同矿区首个开采侏罗系 15 号煤层 的矿井，该煤层在大同矿区为不稳定煤层，煤层直接顶 板为厚 2． 3 ～ 3． 5m 松软破碎的炭质泥岩，其层理、节理 裂隙极其发育，固结性差，煤层赋存区域内断层较为发 育，巷道顶板 易 随 掘 随 冒。 支 护 困 难，围 岩 变 形 量 大、 破坏严重、维护费用高等问题。
2 含水层（ 顶部和底部） 分析
S11205 － 11205 面实际水位降深，m； S11204 － 11204 面实际水位降深，m。 S11204 = S11205 ，计 算 得 11205 综 采 工 作 面 的 正 常 涌 水量为 44m3 / h，最大涌水量为 70m3 / h。
4 临时水仓设计与应用
2 巷道顶板类型分析
2． 1 岩石坚硬程度 由实验获得巷道顶板炭质泥岩的单轴抗压强度为
26． 3MPa，巷道两帮煤体的单轴抗压强度为 19． 8MPa， 巷道底板粉砂岩的单轴抗压强度为 64． 8MPa。永定庄 矿 15 号煤层巷道的顶板（ 炭质泥岩） 及煤帮属于较软 岩石类型，底板（ 粉砂岩） 则属于较硬岩石类型。
司军城煤矿掘进副总工程师
图 1 临时水仓示意图 （ 1） 在皮带顺槽沿空留巷的方式预留临时水仓， 水仓每拖后工作面 15m 左右回撤一次，并始终拖后工 作面距离不小于 5m。 （ 2） 沿空留巷段使用 3 排单体液压支柱配合道木 及金属铰接顶梁进行支护。沿空留巷段靠近工作面侧 单体支柱配合道木支护，柱距不大于 0． 4m； 另两排使 用单体支柱配合铰接顶梁支护。单体液压支柱排距为 1． 2m，下帮采用对柱支护，支柱初撑力不小于 50kN，上 帮每隔 2 ～ 3m 支设一棵木支柱，木支柱必须用木楔砸 紧。 （ 3） 沿空留巷段距工作面新鲜风流口不大于 5m， 当沿空留巷段距离大于 5m 时，使用 2． 2kW 的局部通 风机配合直径为 0． 3m 的风筒进行供风，并在关门柱处 悬挂瓦斯便携仪。 （ 4） 皮带顺槽始终保持 3 台水泵（ 2 台水泵排水，