煤层顶板岩巷支护技术优化

郑煤集团超化煤矿煤层顶板岩巷掘进施工中,由于巷道埋藏深、围岩性质差等原因,传统的锚网喷支护巷道变形迅速且严重,巷道支护维护困难。通过分析巷道压力成因、变形破坏原因,对施工工艺及支护方法进行了优化,优化后的围岩位移观测结果表明,巷道变形得到有效控制,支护取得了良好效果,同时提高了施工速度,确保了矿井安全生产。 在煤炭开采过程中，煤层顶板岩巷掘进是一项至关重要的工作，它关系到矿井的生产效率和工人的生命安全。然而，随着开采深度的增加，围岩的性质变得复杂多变，顶板岩巷的支护问题逐渐成为采矿工程中的一个难点。特别是在郑煤集团超化煤矿中，由于巷道埋藏深度大、围岩性质差，传统的锚网喷支护技术已无法满足变形控制和安全要求，导致巷道变形严重，维护工作困难。针对这些问题，本研究对施工工艺及支护方法进行了优化，旨在有效控制巷道变形，提高掘进速度，确保矿井的安全生产。 在优化过程中，首先对导致巷道变形的主要表现进行了深入分析，包括混凝土喷层的破裂、两帮巷道的收缩以及巷道底鼓等现象。这些问题不仅增加了维护难度，而且严重威胁到矿井的稳定性和工人的安全。为了解决这些问题，研究团队提出了三种可能的支护方案。 第一种方案是在现有的锚网喷支护基础上加打锚杆和锚索，以增强支护结构。但实际应用中发现，由于围岩中存在泥岩遇水膨胀的特性，使得该方案的支护效果并不理想。第二种方案则是将U型钢架棚与锚网喷联合支护，辅以锚索加固，理论上可以增强支护强度，但由于工艺复杂、成本增加，进而影响了施工进度。第三种方案是结合了U型钢棚、连锁棚以及锚杆、锚索的联合支护方式。这种方式兼顾了主动和被动支护的特点，简化了施工工艺，能够更有效地控制巷道变形，同时提高掘进速度。 通过综合评估，最终选择了第三种方案作为优化后的支护方法。该方案的具体施工步骤包括铺设金属网、架设U型钢棚、打连锁棚加固以及打锚杆、锚索进行结构性补强。在锚杆和锚索的布置过程中，充分考虑了巷道的变形特点，而连锁棚和底脚锚索的设置则进一步增强了支护的整体稳定性和抗压能力。经过优化后的支护方案实施后，不仅成功地控制了巷道的变形问题，还显著提升了掘进速度，从而保障了矿井的安全生产。 根据巷道压力成因和变形破坏原因的分析，对施工工艺和支护方法的优化，展现了在复杂地质条件下进行煤层顶板岩巷掘进的创新思路和技术路线。这对于类似地质条件下的煤层顶板岩巷掘进具有重要的借鉴意义和实践价值。此次技术优化的成功实施，不仅为郑煤集团超化煤矿带来了显著的经济效益，还为整个煤炭行业提供了科学的决策参考，推动了煤炭开采技术的进步。