浅谈U29底撑在煤峪口矿动压显现明显区域的技术应用

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【摘 要】随着矿井服务年限、深度的增加和地壳运动变化的影响，煤矿采掘巷道围岩压力也在不断增加巷道不同程度的受到影响，严重影响矿井的生产和人员的生命安全，煤峪口矿通过多年对动压区域的治理，在不断的摸索中利用在u29拱形棚的两腿之间加装底撑的方法，有效和成功的对动压显现区域做到了治理与防护，在矿井生产和开拓中取得了明显的效果。

【关键词】矿井动压；U29拱形棚；底撑

1 原因及背景

2012年煤峪口矿8706斜井和8705车场受矿压动力显现影响，造成8706斜井10m和上部车场35米以及8705车场45米巷道受到破坏，8706斜井顶板出现微量下沉，底板鼓起约1.5米，两帮位移0.5米，307盘区轨道巷8705车场底板鼓起约0.8米，两帮位移0.8米。影响8702开采进料系统和8703、2707、5706三个掘进队组运输系统。

目前矿压动力显现区域为14#层307盘区轨道巷2702运料系统巷口至5709巷口一段，和8706斜井包括上、下部车场，以及盘区皮带巷2705巷口至5708巷口一段。

14#层307盘区轨道巷和8706斜井矿压动力显现原因主要有：

1）上覆3#层、11、12#层煤柱应力叠加；

2）受本层煤层采动影响；

3）该区域内巷道开口较多。

2 研究内容及创新点：

2.1 支护设计

在维护307盘区巷道过程中，由于部分巷道顶底两帮压力显现明显、地鼓严重，断面尺寸不中足，单一架设U29钢棚不能满足正常使用，根据这一情况我们经过技术部门的可行性论证，采用U29伸缩支架加底撑的方法加强对巷道底板的支护。U29拱形支架最优支护形式指的是在不同的围岩压力和复杂巷道的条件下，使支护结构处于良好的受力状态，在此前提下又能保证成本最低和便于施工的支护结构。U29伸缩性金属支架承载能力高，可缩性能好等优点，适用于围岩变形大，底鼓严重的巷道，特别是对顶底两帮压力都大的巷道有很好的支护效果。

2.2 U29底撑的结构设计

根据U29拱形棚的特点我们采用U29型钢，以一米长U29型钢45°进行弯曲，两端对称，长度均为500mm形成直角。

在安装过程中使用底撑与卡缆绑定，再以一根11#工资钢梁插入两底撑凹槽处，并用卡缆固定，以达到维护底板，防止底鼓的作用，从而与U29拱形棚形成闭合支护。

U29底撑是由一节半径相同的U型钢以45°角弯曲而成。考虑到井下运输和安装方便等问题，规定U29底撑两段长度一般不超过500mm。

本设计方法采用本矿已使用的U29五节拱设计方案。

2.3 改进后U29底撑支护方法的创新点：

（1）U29五节拱棚与底撑的联合使用。

（2）使压力显现明显的巷道得到了有效的维护。

（3）采用U29底撑与U29拱棚联合支护的方法后，可以对地压显现明显的巷道进行更加有效的支护。结果证明在改进支护后，U29拱形棚的支护效果比没有改进前有了明显的提高。

（4）从有效的径向轴线角度出发，得出在均匀等压的围岩巷道中，选用此种改进后的支护方式，能在最大的程度上发挥支架的承载力学性能。

3 应用情况及社会经济效益：

安全效益

通过采用U29底撑。解决了巷道底板因发生底鼓维护困难，同时将14#层307盘区巷道局部顶板下沉、两帮位移，以及发生底鼓，巷道支护变形严重或已经受损，影响行人安全的安全隐患得以解决。

经济效益

通过这一设计的施工实施，解决了受动压影响巷道发生底鼓，巷道支护变形严重或已经受损，影响行人安全。节约因巷道底板发生底鼓后起底维护所花费的费用，为126万元。

4 存在的问题及推广前景：

通过在设计方案与井下实际施工中的应用的经验总结，此种设计优化为全矿持续高产高效提供了必要的安全条件，在今后的应用中，应根据具体实际情况借鉴方法，充分利用已有巷道功能作用，节支降耗。