汾西紫金煤业巷道支护改进方案研究

摘要

当今煤炭行业仍为我国重要的支柱产业，这一现状不仅为国内外采煤工业提供了前所未有的发展机遇，而且也给该工业带来了很多新的挑战。挑战之一是如何开采更深，地质条件更复杂及开采条件更困难的煤层；之二是如何实现更高效，高产的开采；之三是在此基础上实现安全开采，减少人员伤亡。对应用井工长臂开采的地下煤矿而言，采准巷道的开拓及维护是实现高效及安全开采的关键。紫金煤业的开采面临的主要挑战是在地质条件复杂，高应力岩煤层内实现高效安全开采。解决紫金煤矿巷道支护的难题，对该煤矿可持续发展具有重要意义，同时对具有类似地质条件下巷道支护设计均有现实的指导意义和推广价值。
　　软岩巷道支护是我国乃至全世界采矿工程研究的重要问题，为了改善汾西紫金煤业巷道支护的状况，本文以汾西紫金煤业2号煤层1203材料巷为主要研究对象，在对紫金煤业3201巷道、西翼回风巷进行地应力测量分析和现有巷道支护方案综合评估的基础上，采用现场调研、理论分析、工程类比、数值模拟等方法对1203巷道锚杆支护技术进行了分析和研究，提出了一套适合紫金煤业地质及掘进条件以应用注浆锚索，高预紧力锚杆锚索安装，及安装帮部锚索为主要特点的新型支护方案。并在1203材料巷各自选择了100米巷道段作为试验巷道，其中100米巷道段应用所建议的新型方案进行现场支护实验，另外100米仍采用现有支护方案进行支护。应用先进的监测系统对试验巷道及非试验巷道进行了对比监测，监测数据显示此方案是可行的，远远优于现有支护方案。
　　论文研究较好地解决了汾西紫金煤业锚杆支护技术的难题，大大改善了工作面的生产环境和安全条件。研究结果表明：实施新型支护方案的100m试验巷道段巷道施工后成型完整，视觉上无明显顶板变形或煤帮的破坏。与用原有支护方案比较，巷道完整性有明显改善，新型支护方案段的顶板位移量由100mm降至30mm，煤帮位移量由大于100mm降至小于50mm。总之，新型支护方案在试验巷道段使巷道位移实际降低了约60%-70%，较好的保障了紫金煤矿巷道的稳定，取得了良好的经济效益和财产安全。