掘進巷道過陷落柱措施及支護技術研究

韓晉生

（山西焦煤西山煤電西銘礦，山西 太原 030052）

引言

隨著煤層賦存條件的復雜化，礦井開采煤層范圍內發育有大量構造[1-2]。陷落柱是煤層中常見的一種構造，在我國許多礦井開采煤層內均有分布，為合理地開采煤炭資源，多數礦井布置工作面時盡量避免回采過程中揭露陷落柱，將工作面巷道布置在陷落柱內，導致巷道掘進過程中通過陷落柱[3]。掘進巷道遇陷落柱，不僅影響巷道掘進效率，還造成銜接緊張等問題，同時，陷落柱周圍巖體結構復雜，內部節理裂隙中含有較多水源，掘進過程中易導致突水等事故發生。本文以西銘礦49403 工作面皮帶巷地質條件為基礎，采用理論分析、數值模擬、現場實踐方法，對掘進巷道過陷落柱措施以及巷道支護優化方案進行了研究。

1 49403 工作面概況

西銘礦49403 工作面開采煤層為9 號煤，煤層厚度平均為2.85 m，傾角平均為5°，煤層結構一般。工作面傾斜長度為180 m、走向長度為980 m，埋深為131～392 m，平均為260 m。根據地質資料，該工作面內賦存有11 個陷落柱，皮帶巷掘進過程中將揭露X9582、X9588 陷落柱，陷落柱參數如表1 所示。X9582陷落柱影響皮帶巷長度約為25 m，X9588 陷落柱影響長度約為39 m，由于影響長度較小，巷道掘進過程中直接通過該陷落柱。工作面頂板情況如圖1 所示。

圖1 49403 工作面頂板柱狀圖

表1 49403 工作面陷落柱參數

2 陷落柱區圍巖結構特征

2.1 陷落柱圍巖應力場特征

根據已有研究成果可知，陷落柱的產生是由于地下水侵蝕作用下對巖體產生損傷，導致巖層完整性被破壞，部分區域缺失后由其他巖層充填形成的充填體[6]。……