新景煤礦特厚泥巖頂板巷道變形特征及控制技術

馬海紅

（華陽新景公司，山西 陽泉 045000）

1 概 況

新景煤礦8128綜采工作面主采8號煤層，8號煤層賦存穩定，結構較復雜，一般含2層夾石，下部夾石由南向北逐漸增厚，最厚處達0.61 m。煤層以鏡煤、亮煤為主，內生裂隙發育。煤層總厚2.34～3.54 m，平均厚度2.94 m，傾角2°～10°，平均傾角6°。煤層頂底板具體巖性情況見表1。

表1 煤層頂底板結構Table 1 Coal seam roof and floor structure

8128綜采工作面位于+525水平，地面標高850—1 042 m，工作面標高520—556 m，埋藏深度為336～506 m。工作面井下位于8號煤蘆南區北翼采區，東為8127工作面（正掘），南為8號煤蘆南區北翼采區大巷，西為8129工作面（未掘），北為525水平中條帶大巷。

目前8128工作面正在掘進進風巷，巷道為矩形斷面，凈寬5 m，凈高2.8 m，走向長1 545 m，沿8號煤層頂底板掘進，采用“錨桿+錨索+W鋼帶+金屬菱形網”支護。由表1可知，巷道頂板為厚度較大的軟弱泥巖，在掘進過程中不易維護，巷道變形嚴重，甚至出現局部冒頂的現象。為此，需對特厚泥巖頂板條件下的巷道變形機理及圍巖控制技術展開研究。

2 泥巖頂板特性

在8128進風巷頂板鉆取泥巖并帶回實驗室，采用X射線衍射儀對其組成成分進行分析，測試后的衍射圖譜如圖1所示，頂板泥巖礦物分成見表2。

圖1 頂板泥巖X射線衍射圖譜Fig.1 X-ray diffraction pattern of roof mudstone

表2 頂板泥巖礦物成分Table 2 Mineral composition of roof mudstone

由圖1、表2可知，8128進風巷頂板泥巖中72.81%為黏土類礦物，其中高嶺石的含量最高，達到了38.42%，這使得泥巖頂板的強度較低，且遇水后極易軟化變形。

將泥巖試樣先進行浸泡飽水，后將其風干，共進行4個循環的飽水—風干測試，分析頂板泥巖遇水后的軟化崩解程度。如圖2所示，泥巖試樣在經過2個循環的飽水—風干測試后發生了斷裂，并出現了明顯的崩解現象，經過4個循環測試后，泥巖試樣已完全崩解成碎塊。……