综掘工艺在三软煤层中的应用

综掘工艺在三软煤层中的应用

摘要：****矿71煤为三软煤层且富含水，为加快***巷准备速度，采用综掘工艺施工，并分别尝试了几种支护方案，通过各个方案的比较和优化，确定了采用直腿U型钢、菱形金属网支护，配合锚索锁腿补强支护的方案。较好的解决了巷道单进不高，变形量大的难题，明显的加快了掘进速度，达到了减少投入、安全掘进的目的，创造了一定的经济效益和社会效益。

1、巷道工程概况

****工作面是我矿三采区上山左翼一阶段71煤工作面。该面71煤所属为二叠系下石盒子组，煤厚0.4～3.2m，平均煤厚1.8m，煤层中间大部分含有夹矸，煤层的顶板为泥岩或细砂岩，底板为泥岩或粉砂岩。掘进期间工作面充水因素来自两个方面，顶底板砂岩裂隙水和“四含”水。对“四含”水，已留设了防水煤柱，设计上限-290m。****巷平均标高为-297m，设计走向长1330m。

2、四种支护方案实验及效果分析

在围岩压力显现明显，富含水的三软煤层中采用综掘施工，提高了施工速度，更减少了对围岩的破坏，保证了施工安全。但底板为泥岩，遇水后变得松软并膨胀，综掘机容易下陷，影响正常的开机率。

方案一：根据三软煤层巷道准备经验，接近风化带，围岩压力大等特点，第一种支护设计为马蹄型U型钢支护，采用双抗网、铁背板和塘材腰帮背顶，巷道底宽4320mm，巷高2860mm，腰线宽4274mm，支架间距600mm，下帮破顶400-500mm。巷道变形量很大，两帮相对

移近量最大值为1630mm，平均移近速度约为30mm/d，顶底板相对移近量最大值为1050mm，平均移近速度约为25mm/d，且有不断增大的趋势。为满足生产需要只有先整改后路，再进尺。这样做严重制约了综掘速度。

方案二：考虑到巷道变形严重，难以保证正常使用要求，为此采取架密集棚，不破顶板的办法。支架间距缩小至500mm，采用双抗网和铁背板腰背。架设密集棚，保证顶板完整性在一定程度上减缓了巷道变形速度，两帮相对位移量最大值为1410mm，平均移近速度为19mm/d，顶底板相对移近量最大值为830mm，平均移近速度为21mm/d。由于老顶的周期断裂来压，增强刚性支护等级，并未收到令人满意的效果。降低了日循环进度，断断续续的巷修工作同样降低了综掘施工的开机率，难以发挥综掘快速掘进的优势。

方案三：鉴于巷道变形量大，底鼓严重，难维护的特点，又制定了全封闭U型钢（5节）支护的方案，同样采用双抗网及铁背板腰背，巷道相对变形量明显减少，巷道压力也得到有效控制。在综掘工艺下施工全封闭支护的难点是如何架设底梁，以及对底梁的保护。综掘后运系统的连续性强，只能在综掘机前架设底梁，加之底板泥岩浸水后松软，综掘机履带在底梁上碾压，及破坏了支架整体支护的受力面，又增加了履带损坏的隐患。这样的支护方案也是难以实施的。

方案四：根据对三软煤层认识的不断提高，对前面支护方案失败进行总结，仍采用马蹄形U型钢支护，并改用菱形金属网、铁背板腰背，在综掘机后采用锚索锁腿补强支护。利用金属网的网孔对两帮及

顶板的压力进行释放，采用锚索对两帮进行主动支护，既提高围岩的主动承压能力，又有效的控制了U型钢支架在泥岩底板上的下沉。巷道两帮相对移近量最大值为200mm，平均移近速度为6mm/d，顶底板相对移近量最大值为230mm，平均移近速度为8mm/d。支护效果非常明显，避免了巷修工作，并加快进尺速度。

3、经验总结

名词解释：三软煤层指煤矿开采中遇到的：软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层，一般情况下，具有三软特征的煤矿煤层和顶底板均为软弱岩层。煤层裂隙发育，构造复杂。

三软煤层巷道掘进支护实践应用研究

三软煤层巷道掘进支护实践应用研究 发表时间：2019-08-15T10:33:40.443Z 来源：《防护工程》2019年10期作者：韩磊孙鹏飞 [导读] 近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。 陕西麟北煤业开发有限责任公司陕西宝鸡 721500 摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。“三软”煤层指煤矿开采中遇到的软的顶板岩层、软的主采煤层和软的煤层底板岩层，一般情况下，具有三软特征的煤矿煤层和顶底板均为软弱岩层。煤层裂隙发育，构造复杂。本文主要介绍如何控制三软煤层掘进过程中掉顶、帮鼓情况，确保了安全生产。 关键词：“三软”煤层；软弱岩层；掘进 引言 三软煤层围岩条件，以往采用一般锚网支护后，还需要要靠工字钢、U型钢等架棚进行扩修和加固才能达到使用要求，造成巷道掘进单进低，返修率高。本文对三软煤层围岩掘进支护现状进行了研究，提出改进支护方案， 1我国三软煤层掘进工作的现况 三软煤层是指在煤矿开采过程中，其巷道的顶板层、地板层及开采曾都是较为松软的煤层地质，这是一个比较复杂的结构，在实际开采工作中，煤矿巷道周围岩石的承重能力较弱，导致开采工作难度大大提高，对于煤矿开采技术水平的要求也随之而增加，领我国煤矿开采行业面临着重大的挑战和机遇。进在煤岩层中进行巷道挖掘和煤矿开采，容易导致巷道周围的岩层原始力平衡受到破坏，久而久之容易导致想到中出现岩石断裂或者坍塌的现象。煤层的经应力是由岩石的强度和其弹塑性的分布所决定的。而由于三软煤层的岩石强度比较低，进行巷道开挖工作后三软煤层的岩层结构又受到破坏，令巷道的二次应力受到更深的威胁，三软每层中的岩体容易发生塑性变形，煤层岩层的支持力度大大下降，无法满足巷道开采支撑要求，导致巷道中的应力集中，两旁的岩梁支撑点容易发生断裂现象，令煤矿工作人员的人身安全受到严重的威胁和伤害。 2锚支工艺改造 2.1顶板锚索支护优化 靖远煤电魏家地煤矿地质条件复杂，煤层、顶板、底板较软，属于典型的三软煤层围岩条件，煤层直接底板为灰黑色粉砂岩，具有清晰的水平层理，厚3.78m。顶板揭露后，局部地段自稳时间较短，一般在20~60min之间，局部地段不具有自稳能力，随着顶板的揭露很快发生冒落。（1）加大锚索直径。原Φ15.24mm钢绞线锚索改为Φ17.8mm钢绞线锚索。与Φ17.8mm锚索相比，原Φ15.24mm锚索破断强度小，对顶板的控制范围较小。Φ17.8mm的钢绞线锚索破断力350kN，与Φ15.24mm的钢绞线相比，对顶板的悬吊控制能力提高了35％。从三径匹配上讲，锚索加粗以后，孔、径差从11.76mm降到9.2mm，更加接近最合理的匹配，其锚固强度和锚固长度都大大增强。粗锚索以其更大的承载能力和对围岩的主动约束力，能够更充分地调动巷道深部围岩强度，提高围岩自身的承载能力，有利于促进巷道的稳定。（2）增加顶锚索密度。原两排布置改为3排，间距2.4m一对加密到1.6m一组（一组三根）。由于顶板为泥质胶结的粉砂岩，强度低，且裂隙发育，局部顶煤、顶板的塑性变形深度较大，顶板一旦失去控制，将发生大范围和大深度的冒顶。加密、加粗顶锚索，可通过锚索较高的预紧力，对顶板施加径向应力，促使更大范围的顶板从二向应力状态向三向应力状态转变，改善围岩的自承载能力，促进了巷道的稳定性。 2.2锚网支护有效确保巷道周围岩体的稳固性 一般地，三软煤层的巷道两旁岩体的支撑强度会比顶板岩层的硬度要低，因此成为了巷道周围岩体结构中最薄弱的部分，容易受到外界或人为的破坏而失去基本的防护能力。所以巷道两旁的变形对于顶部岩层的稳定性会造成一定的负面影响，当巷道顶部岩层失去了承重支撑力，顶板离层就会被损害，顶部的岩层的承重能力明显下降。所以，采用锚网支护技术能够有效确保巷道两旁岩体结构的稳固性，在掘进工作中把巷道两旁支护工作作为三软每层支护工作的重点，能够有效提高巷道两旁岩体结构的强度和支撑力度，有效控制巷道两旁的墙体破损情况，提高巷道的承重能力。 2.3底部塑性区底角锚杆支护工艺的改进 软岩巷道支护理论认为，在一般软岩巷道中，巷道底板是一个关键部位，是一个比较容易忽略的底部塑性区，也是导致巷道不能在短期内进入稳定状态的因素之一。通过在底部塑性区两底角打设底角锚杆，可以起到部分加固底部塑性区的作用，通过对底角的控制，达到对帮、底的控制，从而促进巷道稳定，实现控制顶、帮的目的。 3变形大时的预注浆加固效果 在压力很大、变形严重的区域，选择新型低成本注浆材料，对工作面前方巷道围岩进行超前预注浆加固。这种特殊的高纯度超细波特兰水泥，加入特殊的系列外加剂，搅拌后形成的浆液，能很好地渗入到各类微细裂隙、裂缝和孔隙中。该材料不析水、不收缩，流动时间可调，凝固时间2.5ｈ左右（20℃，水灰比1∶1时），比普通水泥浆快４倍多，主要用于岩土层的注浆加固，以快速提高岩土体自身强度和稳定性。巷道工作面注浆孔布置以拱肩部为主，拱顶部为辅，共布置18个（左侧8个，右侧7个，拱顶3个），封孔距离2～3.5ｍ，单孔注浆水泥消耗量60～600ｋｇ，水灰比控制在0.83，注浆后所形成的波特兰微颗粒水泥浆液加固圈深度约为5ｍ。未注浆前，巷道应力升高区围岩承受集中压力，影响到应力降低区，应力只能寻找巷道自由面进行扩散和解压，使得巷道严重变形；预注浆后，巷道围岩受力状况大为改善，应力升高区的集中应力往原始应力方向延伸，扩大了应力降低区范围，从而有效地控制了巷道变形。 4在三软煤层掘进巷道中应用锚网支护技术 4.1锚网支护技术在三软煤层掘进巷道顶板 在实际的煤矿开采工作中，三软煤层的巷道顶部顶板的强度与稳定性较弱，可以选用树脂全长锚固高强锚杆支护来巩固巷道顶板。高强锚杆全长锚在岩层的任意一个地方都可以进行固定，而且一旦发生变形，其变形幅度也比较小。当杆体对于周围岩体结构产生了较大的力时，能够有效阻止岩层出现离层的情况，所以巷道顶部岩层强度和硬度可得到有效的提高和增强，减少了巷道两旁的压力，避免两旁出

千米深井三软煤层智能开采关键技术与展望

doi ：10.11799／ce201901001 收稿日期：2018－11－20 基金项目：国家重点研发计划资助项目（2017YFC0603005）；国家自然科学基金资助项目（51674243） 作者简介：王国法（1960 ），男，山东文登人，中国工程院院士二首席科学家二博士生导师，E －mail：wangguofa＠https://www.wendangku.net/doc/152310602.html,三 引用格式：王国法，庞义辉，任怀伟.千米深井三软煤层智能开采关键技术与展望［J］.煤炭工程，2019，51（1）：1－6. 千米深井三软煤层智能开采关键技术与展望 王国法1，2，庞义辉1，2，任怀伟1，2 （1.天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京 100013；2.煤炭科学研究总院开采研究分院，北京 100013） 摘 要：基于我国淮南矿区三软煤层赋存条件及综采自动化技术发展现状，分析了千米深井三软煤层综采工作面实现智能化二少人化开采的制约因素与技术瓶颈三针对三软煤层易发生煤壁片帮与顶板冒漏等问题，提出了基于多参量监测与融合分析的液压支架智能自适应控制策略；通过分析采煤机精准定位与智能调高存在的技术瓶颈，提出了基于地质信息模型和随掘随采探测动态修正的采煤机采高智能调控策略；分析了刮板输送机发生上窜二下滑等异常工况的原因，提出了基于刮板输送机三向姿态智能监测的异常工况预警与调控策略，并辅以刮板输送机推移工序进行调整；针对综采工作面超前支护区域难以实现智能化推进的难题，研发设计了单元式智能自适应超前液压支架及自动搬移装置，提高了对大变形巷道的适应性及智能化控制水平；分析了综采装备群智能协同推进控制策略，对综采工作面智能化开采技术的发展方向进行了展望三 关键词：千米深井；三软煤层；智能开采；智能自适应控制；智能调高控制；超前支护 中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1671－0959（2019）01－0001－06 Intelligent Mining Technology Development Path and Prospect for Three －soft Seam of Deep Coal Mine WANG Guo －fa 1，2，PANG Yi －hui 1，2，REN Huai －wei 1，2 （1.Coal Mining and Designing Department，Tiandi Science and Technology Co.Ltd，Beijing 100013，China；2.Coal Mining Branch，China Coal Research Institute，Beijing 100013，China） Abstract ：Based on the coal seam condition and fully mechanized mining automation technology development status，the restriction factors and technical bottleneck of intelligent mining technology for three －soft seam of deep coal mine was analyzed.In order to solve the problems of coal wall spalling and roof leakage in three －soft coal seam，an intelligent adaptive control strategy of hydraulic support based on multi －parameter monitoring and fusion analysis was proposed.Through analyzing the technical bottleneck of precise positioning and intelligent height controlling of the shearer，the resourceful coal mining energy regulation strategy based on geological information advanced detection and interface recognition of coal and rock was proposed.The reasons for the abnormal working conditions of the scraper conveyor was analyzed，and the early warning and control strategies for the abnormal working conditions based on the intelligent three －way attitude monitoring of the scraper conveyor was put forward.Aiming at the difficulty of realizing intelligent propulsion in advance support area of fully mechanized mining face，unit intelligent adaptive advance hydraulic support and automatic moving device were studied，which improved the adaptability and intelligent control level of advance hydraulic support for large deformation roadway.The intelligent cooperative promotion strategy of fully mechanized mining equipment group was analyzed，and the development direction of intelligent mining technology of fully mechanized mining face was predicted.Keywords ：deep coal mine；three －soft seam；intelligent mining；surrounding rock intelligent adaptive；cutting height intelligent control；advance support 据不完全统计，我国埋深2000m 以浅的煤炭资源储量约为5.9万亿t，其中埋深大于1000m 的煤炭 资源储量约占一半以上［1，2］三由于近年来浅部煤炭资源的大规模高强度开发，我国煤矿开采深度正以每1第51卷第1期 煤 炭 工 程COAL ENGINEERING Vol.51，No.1万方数据

煤层气利用技术简介通用版

安全管理编号：YTO-FS-PD501 煤层气利用技术简介通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

煤层气利用技术简介通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 煤层气简介 煤层气俗称煤矿瓦斯，是一种以吸附状态为主，生成并储存在煤系地层中的非常规天然气。其成分与常规天然气基本相同(甲烷含量大于95%，发热量大于8100大卡)，完全可以与常规天然气混输、混用，井下抽放的煤层气不需提纯或浓缩就可直接作为发电厂的燃料，可大大降低发电成本。 煤层气是近20年来崛起的新型洁净能源，它在发电、工业和民用燃料及化工原料等方面有广泛的应用，对煤层气的合理利用可以缓解当前能源短缺的状况，改善能源结构，降低温室气体排放，提高煤矿生产的安全性并带动相关产业的发展。 煤层气利用技术 世界主要产煤国都十分重视开发煤层气，英国、德

三软煤层综采工作面切眼支护技术研究

三软煤层综采工作面切眼支护技术研究 发表时间：2017-11-23T11:33:21.973Z 来源：《防护工程》2017年第18期作者：朱辉[导读] E3211外段工作面位于钱营孜煤矿东一采区南翼。 安徽恒源煤电股份有限公司钱营孜煤矿安徽宿州 234116 摘要：针对E3211外段工作面切眼“三软”煤层条件下掘进易冒顶片帮的难题，采用“临时支护+永久支护”联合支护技术，该支护技术的有效实施，对巷道围岩压力进行有效的控制,满足了综放工作面的安装需求。 关键词：三软煤层；切眼支护；综采工作面；联合支护 1.工程概况 E3211外段工作面位于钱营孜煤矿东一采区南翼。为满足E3211外段工作面回采时通风、行人、运输、设备摆放及管线铺设等需要，E3211外段进行贯通成切眼，切眼设计长度205.2m（平距）。 E3211外段工作面内煤厚在1.35～3.7m之间，平均煤厚2.44m，煤厚变异系数γ=20%，属中厚煤层。煤层结构较复杂，夹矸以泥岩和炭质泥岩为主，少数为含炭泥岩。顶底板岩性以泥岩为主，次为粉砂岩和细砂岩，因此E3211外段工作面属于三软煤层工作面。切眼掘进过程中易发生片帮冒顶事故，为了保证施工安全，矿方制定切眼支护设计方案。 2.切眼支护设计 为了保证切眼掘进施工质量，采用临时支护+永久支护进行支护，保证掘进工作安全高效的进行。 2.1临时支护工艺 （1）顶板临时支护 锚网梁支护期间，使用ZLJ-10型机载临时支护，选用一梁两柱作为备用临时支护。机载临时支护最前端距工作面距离不大于0.6m，正规循环进尺1.6m，最大空顶距2.1m。 顶板临时支护流程：掘进机退后至安全地点—落下截割头，按下截割闭锁—找净顶帮活矸危岩—机载临时支护供压，打开临时支护—顶梁架上的磁铁将钢带牢固吸实，升主架—对临时支护未覆盖区域顶板进行永久支护—支护临时支护框架覆盖区顶板。 （2）帮部临时支护 同一排顶板支护完成后，帮部刷挖或支护前，先挂帮部金属网，离底板距离不超过1.5m，上端连接在顶板金属网或肩窝锚杆上，下部连接在后一排帮部网上，挂好网后，方可进行帮部刷挖、支护等其他工作。 （3）端面临时支护 1）巷道上山掘进超过12°、迎头断面必须采取全断面防片帮措施。平巷或不超过12°上山的掘进巷道高度超过2.6m、迎头端面距巷道底板1.5m以上必须采取防片帮措施。 2）防护网的材料及规格 防护网采用直径不小于7mm的聚酯纤维网，网格规格100×100mm。若迎头防护网损坏不能正常使用时可以采用菱形金属编织网或高强度塑编网替代使用；防护网的形状及长、宽度视巷道形状、断面而定，总体要求是迎头防护网下部应到巷道底板处。 3）防护网的使用要求 巷道上山掘进不超过12°上山巷道高度超过2.6m时： ①上部选用直径6mm圆钢加工好的小型“S”钩，把防护网与顶部的金属网连接，间距500-800mm。下部固定点不少于3处，间距1600mm，距底板不大于1500mm。在永久支护的情况下，首先吊挂上部吊钩固定点，然后固定两帮； ②防护网两帮采用霸王桩固定，霸王桩长度不低于0.6m，以楔实为准； ③防护网与霸王桩的连接采用不低于14#双股铁丝，连接必须紧密、可靠； ④防护网要紧贴迎头岩（煤）面，每次使用时，要求防护网完好，严禁使用连续破损超过三个以上网格（菱形方格100×100mm）的防护网。 2.2 永久支护工艺 E3211外段切眼采用锚网梁索联合支护。 依据支护设计，导硐断面为宽×高＝4.5m×3m，顶部锚杆6根，锚杆间排距为800mm×800mm，矩形布置；帮部锚杆4根，间排距800×800mm。锚索间排距1600mm×1600mm,沿巷中布置，一排两根打在两根锚杆之间。 切眼刷大断面规格：宽×高＝2.8m×3m，顶部锚杆4根，锚杆间排距：800mm×800mm，矩形布置；帮部锚杆4根，间排距800×800mm。锚索间排距1600mm×1600mm。 其他具体材料规格如下：顶部锚杆采用φ22mm×2400mm左旋无纵筋等强螺纹钢锚杆；老塘侧帮部采用φ20mm×2000mm右旋全螺纹锚杆，刷大侧帮部锚杆采用φ20mm×2000mm玻璃钢锚杆；锚杆托盘规格为B×L×H＝150mm×150mm×10mm；巷道顶部及老塘侧帮部采用菱型金属网，刷大侧帮部采用高强塑料网；锚固剂采用MSZ2370型树脂锚固剂；帮部采用KTM4型钢带，顶部采用KTM4型钢带；锚索为φ17.8mm×6.2m钢绞线；锚索托盘为正方形碟形托盘，规格为：B×H×L=250mm×250mm×14mm。 3.锚网梁索支护施工工艺 （1）打锚杆眼：打眼采用用规格为Φ28mm钻头，锚杆眼的位置要准确，眼位误差不得超过±100mm，眼向误差0～15°。锚杆眼深度必须与锚杆长度相匹配。打顶板眼时必须在临时支护的掩护下操作。打眼的顺序：必须按由外向里先顶后帮的顺序依次进行。 （2）安装顶板锚杆：挂好网，上好钢带梁，锚杆穿过托盘孔内，用锚杆顶住树脂锚固剂穿过钢带梁眼孔和网片，送至眼底，用专用转换套筒将锚杆螺母与锚杆机连接，开动锚杆机带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固剂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度，搅拌25～30s，并顶推91～180s方可拧紧螺帽。

煤层气井排采工操作手册

煤层气井排采操作手册中石油煤层气公司韩城分公司

目录 一、名词解释 二、煤层气排采基本原则 三、韩城煤层气地质特征 四、韩城煤层气排采特点 五、韩城煤层气井排采制度要求 六、煤层气井排采资料录取要求 七、排采巡井工岗位职责 八、排采住井工岗位职责 九、排采工作业流程 十、排采设备检查保养要求 十一、典型案例 基础篇 一：名词解释 1、煤层气：就是指在煤层内产生和赋存的天然气，其主要成分是 甲烷（CH4），约占70%以上，又称煤层甲烷、煤层吸附气或煤层瓦斯，它是煤层气的一种，是一种非常规天然气。煤层气与常规天然气最大不同点就在于煤岩既是它的储集岩又是生气原岩，它是煤层煤化作用的结果。煤的储集性和煤中天然气的储集是整个成煤作用过程的结果。 2、煤储集岩石学方面的参数：主要指煤阶、煤的显微组分、煤的 显微硬度。煤阶通过测定煤中镜质组反射率（R0）来确定。其余则用反光显微镜区分，同时亦可以求得割理宽度和密度。

3、煤阶：表示煤在埋藏历史中，沉积物有机质在成分和结构上经 历了一系列变化，其过程称之为煤的变质作用或煤化作用。可 以用多种物理和化学参数来表征煤的变质程度，常见的煤阶参 数有固定碳含量、镜质组反射率、水分含量。煤阶是影响割理 发育的主要因素。通常，低媒阶的煤割理不甚发育，到烟煤系 列时割理发育。割理面最密集的主要发生在低挥发分烟煤煤阶 附近，高于低挥发分烟煤煤阶，割理或裂缝又不发育，标本上 表现为割理封闭。 4、煤岩工业分析参数：该类参数是指煤的固定碳、挥发分、灰分、 水分，目的是对煤岩性能质量作出评价以及在煤储层评价中校 正含气量。 5、煤显微硬度：显微镜下可识别的煤的显微组分的抗压强度。不 同煤级和不同显微组分的显微硬度不同。在研究中，一般以均 质镜质体的显微硬度为代表。它是用专门的显微硬度仪进行测 定的。随着煤级的增高，煤显微硬度也有变化。 从褐煤到超无烟煤，煤的显微硬度值是增大的；同一煤级中，当镜质组还原性增强时，煤显微硬度略微降低；同一煤样中，煤显微硬度最大值与最小值间亦存在微小差异，反映出非均一性。 6、煤层含气量：是散失气量、解析气量和残余气量之和。散失气 量是指现场取出的含气煤心在装入解析罐之前释放出的气量； 解析气量是指煤心装入解析罐之后解析出的气体总量；残余气 量是指终止解析后仍留在煤中的那部分气量。对煤层气开采有 实际意义的是散失气量和自然解析气量，两项之和占总含气量 百分率越大，对煤层气开采越有利。 7、煤储层压力：是指煤层孔隙内流体所承受的压力，即通常所说 的孔隙流体压力。 8、临界解析压力：临界解析压力是指在煤层降压过程中气体开始 析出时所对应的压力值。可以根据临界解析压力与煤层压力了 解煤层气早期排采动态，临界解析压力越接近地层压力，排水 采气中需要降低的压力越小，越有利于气体降压开采，据此可 为制定煤层气排采方案提供重要依据。 9、地解比：地解比是临界解析压力与原始地层压力的比值。据此 比值可以预测产气高峰期到来的时间及是否可以高产。临界解 析压力越接近原始地层压力，含气饱和度愈高，高产富集条件 愈优越。据已勘探开发的数据，可将地解比划分为高地解比(＞

煤层气开采技术

煤层气简介 1、定义 煤层气，是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。 煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷),与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，热值是通用煤的2-5倍，主要成分为甲烷。1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。 煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效：洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。 2、煤层气与煤矿瓦斯的关系与差异 在煤炭工业界通常将涌入煤矿巷道内的煤层气称之为煤矿瓦斯（Gassy），其气体组分除煤层气组分外，还有煤矿巷道内气体的成分，如氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等空气组分以及一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）等采矿活动所产生的气体组分。

在煤层气概念引进初期，有些学者为便于业外人士了解煤层气，通常在煤层气一词后加注“俗称煤矿瓦斯”。 近年来，国内外有些学者为区分两者之间的概念差异，将通过煤矿井下抽放（Gas Drainage in-mine）、采动区（GOB）抽放或废弃矿井（Abandoned Mines）抽排等方式获得的煤层气称为Coal Mine ethane （缩写为CMM）。 2、存在形式 吸附于煤内表面；以游离态存在于煤的天然孔隙中；少量溶解在煤的地层水中。 3、用途 煤层气（煤矿瓦斯）作为一种非常规天然气，可作为瓦斯发电、居民生活和工业锅炉燃料。煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电

煤层气的开采与利用

煤层气的开采与利用 （包括不限于新旧技术的介绍与对比、国内外技术对比，目的是搞清楚煤层气作为一种自然资源是如何实现经济效益的）； 一.煤层气背景介绍 1.我国煤层气资源分布 我国大型煤矿区煤层气资源丰富,13个大型煤炭基地煤矿区埋藏深度1500m以浅,煤 ,煤 2. 12起,。3. 程等。 地质载体特殊性 煤层气的地质载体为煤层,煤炭本身就是能源开发的重要对象,这一自然属性更是有别于其他所有的化石能源矿产。煤层气与煤炭资源的同源同体的伴生性决定了这2种资源的开发必然有密不可分的内在关联。煤矿区煤炭资源的开采引起矿区岩层移

动的时空关系,影响着煤层气资源开发的钻井(孔)的布设、采气方法的选择和抽采效果等多个方面。 鉴于上述特殊性,煤层气勘探开发技术既有常规天然气勘探开发技术的来源、借鉴甚至直接移植,又有自己的独特性,还有与采煤技术交叉融合的耦合特性,是一个与常规天然气和煤炭开发技术既有联系又有区别的复杂技术系统。 1. 三(多) , 2. 创新, 3. 前提下，协同开采技术得以发展和进步。如解放层开采、井上下联合抽采、煤炭与煤层气共同开采等就是其典型实例。 4.煤层卸压增透技术

对于煤层渗透率低和含气饱和度低的矿区须探索应用煤层卸压增透技术,提高煤层气 抽采率。此类技术主要包括保护层开采卸压增透技术、深孔预裂爆破技术、深穿透 射孔技术、高能气体压裂技术和高压水力增透技术等。 三.近年来我国煤层气开采技术发展 1.勘探技术手段深化 （eg 2~3倍； 管、。）2. 活性 变排量控制缝高技术、前置液粉砂多级段塞降滤失技术、前置液阶段停泵测试技术、大粒径/高强度支撑剂尾追技术、压后合理放喷控制技术等。 针对多煤层地区,采用煤层和岩层组合分段压裂技术,可以有效提高单井产量和资源 利用效率。

锚杆支护技术在三软煤层中的应用

锚杆支护技术在三软煤层中的应用 【摘要】三软煤层指煤矿开采中遇到的软的顶板岩层、主采煤层和煤层底板岩层，煤层裂隙发育构造复杂，给掘进巷道及安全生产管理带来很大难度。本文通过工程实例介绍了三软煤层支护特点，并探讨了三软煤层巷道锚杆技术的有效应用。 【关键词】锚杆支护施工技术三软煤层 1 工程概况 蔚州矿业公司郑沟湾矿郑沟湾井位于河北省蔚县矿区，井田面积2.6平方公里，煤层厚度为1.6—2.6米，平均厚度2.1米。矿井开拓方式为混合式单水平开拓，采用混合式通风，采煤方法为走向长壁式全部跨落法。现矿井掘进支护推广使用锚杆支护。 2 三软煤层巷支护的特点 在“三软”煤层巷道的锚杆支护中，充分利用锚杆支护对锚固区内岩石的夹持和加筋作用有效的改善围岩体的力学性能，提高岩体的内聚力、内摩擦力和岩石的残余强度，同时利用支护过程中顶板、两帮、地板的变形相互联系、相互影响的作用机理，通过锚杆支护把一定范围的帮、顶岩石连接形成一种承载和抗变形结构，以达到控制巷道底臌，减少巷道围岩变形的目的。 3 锚杆支护选择 根据煤层回采工作面的巷道矿压观测结果，受采动影响时，工作面超前支撑压力影响范围为40米，压力值10.33MPa，支撑压力峰值在工作面前方15米左右，压力值14.99MPa，侧向支撑压力值距煤帮3～5米，两帮煤体挤压破坏值0.6～0.9米。 4 锚固方式的选择 顶板完整，压力不大时，采用端锚支护，设计锚固力≥60KN，杆体选用圆钢或螺纹钢。如果顶板较完整，压力较大，采用全长锚固支护。当顶板完整，稳定性好，巷道压力不大时，采用单体锚杆支护；如果顶板较完整，巷道压力较大时，采用桁架钢带锚杆联合支护。巷道帮锚杆采用树脂锚杆支护。 5 锚杆支护参数的选择 本掘进工作面掘宽2.8米，掘高2.5米；煤层伪顶为0.3～1.3米厚灰色页岩，直接顶为3.0～5.0米灰色细砂岩与粉砂岩互层，故顶锚杆支护主要起悬吊作用，计算侧压采用自然平衡拱法作为锚杆支护参数设计的理论模型。

界沟煤矿三软煤层综放开采

116 1　工作面概况 7222工作面为界沟矿井东翼采区72煤第一个回采面。其上方为7221工作面及第四系防水煤柱，其下方为7223设计工作面。左为采区上方保护煤柱，右为井田边界与采区边界界沟断层和界沟断层防水煤柱。煤层厚度3.5～7.0m，平均厚4.2m，倾角为4°～20°，平均10°。走向长1174～1245m，平均1209.5m；倾向长171.8～180.3m，平均176m。7222工作面采面标高在－415～－345m之间。工作面地面标高+26.8m；直接顶板为泥岩，厚度4～8m；直接底为泥岩，厚度1.0m。该工作面为单斜构造，163°～219°∠4°～20°，局部存在褶曲，小断层构造发育。根据三维勘探和上、下顺揭露有13条断层，将不同程度地影响工作面回采。 2　巷道布置及支护方案 工作面上顺为回风顺槽，巷道采用锚杆锚索联合支护（矩形断面），顶部锚杆布置6根φ22×2200m m 的全螺纹钢锚杆，加铁托盘，配合12＃ 长度为4100mm的槽钢梁，槽钢梁上方覆盖一层菱形金属网支护顶板，正常断面锚杆间排距为700×700mm；利用6根ф17.8×6400mm的锚索锚入直接顶，锚索间排距700mm。左帮采用规格φ22×2200mm的全螺纹刚锚杆配合180×105×8mm 的金属托盘支护。上覆3300×180×3m m 的钢带加塑钢网支护帮部；当顶板伪顶发育、遇断层时并岩性较差，采用工字钢棚配合以上支护方式支护巷道。巷道净宽4m，净高3.65m，净断面积 14.6m 2。 工作面下为运输顺槽，巷道采用锚杆锚索联合支护（矩形断面），顶部锚杆布置6根φ22×2200mm的全螺纹钢锚杆，加铁托盘，配合12＃长度为4000mm和长度为1200mm两种槽钢梁交替搭接使用，槽钢梁上方覆盖一层菱形金属网支护顶板，正常断面锚杆间排距为700×700mm；利用5根φ17.8×6400mm的锚索锚入直接顶，锚索间排距700mm。左帮采用规格ф22×2200mm的全螺纹钢锚杆配合180×105×8mm的金属托盘支护。上覆3300×180×3mm的钢带加塑钢网支护帮部；当顶板伪顶发育、遇断层时并岩性较差，采用工字钢棚配合以上支护方式支护巷道。巷道净宽4.6m，净高3.65m，净断面积16.79m 2。 3　回采工艺 采用走向长壁后退式采煤法，沿底板回采，全部垮落法处理采空区。 界沟煤矿“三软”煤层综放开采研究 王　朋　吴　涛 （淮北市濉溪县五沟镇界沟煤矿技术科，安徽 淮北 235000） 摘要： “三软”煤层综放开采时，围岩变形量大，在生产过程中，设备易出现上窜下滑，端面煤岩易出现片帮、冒顶现象。针对回采过程中出现的技术难题，从回采巷道布置与支护方式、回采工艺、煤岩活动规律、设备稳定性控制等方面进行分析研究，确保了“三软”煤层综放开采的高效生产。关键词： “三软”煤层；综放开采；巷道布置；回采工艺中图分类号： TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）28-0116-032012年第28期（总第235期）NO.28.2012 （CumulativetyNO.235）

煤层气排采技术规范

煤层气排采技术规范 煤层气企业标准 煤层气井排采工程技术规范 (试行) 2008-08-18发布 2008-08-18实施 煤层气企业标准 煤层气井排采工程技术规范 1 范围 本标准规定了煤层气井排采工程施工过程中各工序的技术标准，包括排采总体方案的制定、泵抽系统、排采设备及地面流程的安装、场地标准、下泵作业、洗井、探冲砂、资料录取、分析化验、总结报告编制等技术要求。本标准适用于煤层气井的排采作业工程。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过对标准的引用而成为本规范的条文。中联煤层气有限责任公司煤层气井排采作业管理暂行办法 SY/T 5587.6-93 油水井常规修井作业起下油管作业规程 SY/T 5587.7-93 油水井常规修井作业洗井作业规程 SY/T 5587.16-93 油水井常规修井作业通井、刮削套管作业规程 SY/T 5587.5-93 油水井常规修井作业探砂面、冲砂作业规程 SY/T5523-92 油气田水分析方法 SY/T6258-1996 有杆泵系统设计计算方法 3 排采总体方案的制定 3.1基本数据

3.1.1钻井基本数据 钻井基本数据包括地理位置、构造位置、井别、井型、施工单位、目的层、开钻日期、完钻日期、完井日期、钻井周期、完钻井深、完钻层位、最大井斜、井深、方位、人工井底、补芯高。 3.1.2完成套管程序 完成程序包括套管规范、下深、钢级、壁厚、水泥返高、固井质量、短套管、油补距。 3.1.3煤层深度、厚度及射孔井段 3.1.4解吸/吸附分析成果 包括含气量、含气饱和度、临界压力 3.1.5注入/压降测试及原地应力测试数据 包括渗透率、表皮系数、储层压力、压力梯度、研究半径、煤层温度、闭合压力、闭合压力梯度、破裂压力等。 3.2 排采总体方案 3.2.1排采目的 3.2.2排采目的层及排采方式 3.2.3排采设备及工艺流程设计 3.2.4排采周期 3.3工艺技术要求 3.3.1动力系统 1 3.3.2抽油机 3.3.3泵挂组合 3.3.4 地面排采流程 a.采气系统;

中联煤层气排采技术规范(正式版)

中联煤层气有限责任公司煤层气行业标准煤层气井排采工程技术规范 1999-04-01发布 1999-05-01实施中联煤层气有限责任公司发布

中联煤层气有限责任公司煤层气行业标准 煤层气井排采工程技术规范 1范围 本标准规定了煤层气井排采工程施工过程中各工序的技术标准，包括排采总体方案的制定、泵抽系统、排采设备及地面流程的安装、场地标准、下泵作业、洗井、探冲砂、资料录取、分析化验、总结报告编制等技术要求。 本标准适用于煤层气井的排采作业工程。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过对标准的引用而成为本规范的条文。 中联煤层气有限责任公司煤层气井排采作业管理暂行办法 SY/T 5587.6-93 油水井常规修井作业 起下油管作业规程 SY/T 5587.7-93 油水井常规修井作业 洗井作业规程 SY/T 5587.16-93 油水井常规修井作业 通井、刮削套管作业规程 SY/T 5587.5-93 油水井常规修井作业 探砂面、冲砂作业规程 SY/T5523-92 油气田水分析方法 SY/T6258-1996 有杆泵系统设计计算方法 3 排采总体方案的制定 3.1基本数据 3.1.1钻井基本数据 钻井基本数据包括地理位置、构造位置、井别、井型、施工单位、目的层、开钻日期、完钻日期、完井日期、钻井周期、完钻井深、完钻层位、最大井斜、井深、方位、人工井底、补芯高。 3.1.2完成套管程序

完成程序包括套管规范、下深、钢级、壁厚、水泥返高、固井质量、短套管、油补距。 3.1.3煤层深度、厚度及射孔井段 3.1.4解吸/吸附分析成果 包括含气量、含气饱和度、临界压力 3.1.5注入/压降测试及原地应力测试数据 包括渗透率、表皮系数、储层压力、压力梯度、研究半径、煤层温度、闭合压力、闭合压力梯度、破裂压力等。 3.2 排采总体方案 3.2.1排采目的 3.2.2排采目的层及排采方式 3.2.3排采设备及工艺流程设计 3.2.4排采周期 3.3工艺技术要求 3.3.1动力系统 3.3.2抽油机 3.3.3泵挂组合 3.3.4 地面排采流程 a.采气系统； b.排液系统； 3.4排采作业管理 3.4.1设备管理 3.4.2排采场地、人员 3.4.3排采资料录取 3.4.4排采动态跟踪 3.4.5排采汇报制度 3.5安全、环保及质量要求 3.6应提交的资料、报告 3.6.1施工设计书(一式十份) 3.6.2排采资料(一式两份) a.排采日报、班报 b.排采水样半分析原始记录 c.排采水样全分析报告 d.排采气样全分析报告 e.排采水、气产量动态曲线 f.液面资料、示功图资料 g.修井资料 h.阶段性总结报告

三软煤层本煤层瓦斯抽放技术

收稿日期：2012－05－29作者简介：姚 威（1969—），男，河南西平人，工程师，硕士， 2012年毕业于河南理工大学，现从事矿山安全、矿井瓦斯治理工作。 三软煤层本煤层瓦斯抽放技术 姚 威1，2，任青山2，高万兴2，于 博 2 （1．平煤股份十三矿，河南襄城461700；2．河南理工大学，河南焦作454000） 摘要：为了解决三软煤层瓦斯治理问题，探讨了在三软厚煤层发育区域如何实现安全高效生产，对平煤股份十三矿13082工作面顺层钻孔瓦斯抽放技术进行了研究，认为合理的钻孔布置、科学的封孔工艺和材料是解决三软瓦斯问题的有效方法。 关键词：三软煤层；顺层长钻孔；封孔工艺；复合封孔材料中图分类号：TD712．621 文献标志码：B 文章编号：1003－0506（2012）08－0124－02 平煤股份十三矿是煤与瓦斯突出矿井，根据煤科院抚顺分院对该矿井田的煤与瓦斯突出危险性区 域划分，己三采区为突出危险采区，采区－614m 水 平位置原煤瓦斯含量为14.3m 3 /t ，压力2.86MPa 。随着采深的增加，煤层瓦斯含量和压力继续上升。 该采区13082工作面标高在－632 －667m 之间，位于突出危险区内。根据瓦斯地质理论，该工作面具有突出危险。因此，回采前的瓦斯抽放势在必行。己三采区煤体普遍为Ⅲ—Ⅴ类煤，煤体较软，透气性较差，埋深约800m ，矿压较大，合理的抽放设计和封孔工艺对该采区的瓦斯治理工作至关重要。为此，提出了本煤层顺层长钻孔瓦斯抽放技术，该技术的应用取得了良好的效果。 1本煤层顺层长钻孔瓦斯抽放原理 本煤层顺层长钻孔抽放瓦斯是在煤层开采之前或采掘的同时打顺层长钻孔，通过钻孔、利用煤层原始的裂隙和孔隙以及瓦斯压力进行抽放，以降低该煤层的瓦斯含量和瓦斯压力，并由此达到抑制煤层收缩变形、地应力下降、煤层透气性增加和煤的强度 提高等效果，从而确保开采过程中的安全生产［1-4］。该方法适用于本煤层瓦斯含量较大、通风方法难以 解决瓦斯问题的情况。具有钻孔煤壁暴露面积大、钻进效率高、成本低的优点。 2钻孔布置 13082工作面实体煤层厚约5m ，属于缓倾斜煤 层，煤体硬度较小，故选择本煤层顺层长钻孔布孔抽 放方法。本煤层抽放是指在掘进工作结束、工作面形成后在煤层中打抽放钻孔进行联管抽放的方法。 选择顺层平行孔，在13082胶带运输巷每1.5m 设计1个钻孔，孔径为89mm ，钻孔深100m ，在13082回风巷选择同样的布孔工艺进行抽放。 3封孔工艺 由于试验钻孔周围的煤岩体强度较低，存在大量的微裂隙，增加了钻孔密封的难度。目前，煤矿普遍采取的密封方法有水泥沙浆封孔和聚氨酯封孔。前者封孔后容易产生收缩，密封效果差；后者则往往因封孔长度达不到，达不到理想的密封效果，材料有一定毒性，且价格高，造成密封成本高。 十三矿曾普遍使用聚氨酯封孔袋进行封孔，这 种工艺虽然操作简单但是效果较差， 且价格较贵，封孔3d 后的单孔瓦斯浓度普遍下降到5%以下。此 次封孔选用新型复合钻孔密封剂PD 材料，密封抽放孔为近水平孔，封孔长度12m ，其中，PD 材料填充段为8m ，两端用聚氨酯封孔袋进行封堵，前后各3袋，利用注浆泵通过注浆管进行注浆，回浆管排出空气，注满后，关闭回浆管继续注浆一段，使浆液在保压情况下渗入微裂隙。 新型复合钻孔密封剂PD 材料具有缓慢膨胀的效果，在保压的情况下能够有效渗透到裂隙中去，达到强效密封作用；同时， PD 材料有较高的抗压效果，在矿压较大区域能有效抵抗矿压对钻孔密封效果的破坏。 4抽放效果 使用新型封孔材料和封孔工艺后，十三矿 · 421·2012年第8期中州煤炭总第200期

煤层气开采模式探讨

编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 煤层气开采模式探讨 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-2143-96 煤层气开采模式探讨 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 20xx年国家煤矿安全监察局制定了“先抽后采，以风定产，监测监控”的煤矿瓦斯防治方针，强化了瓦斯抽采在治理瓦斯灾害中的地位。但目前的井下瓦斯抽采远远不能满足瓦斯治理的要求，“地面钻采”煤层瓦斯日益提上日程。如何将“地面钻采+井下抽采”有机结合，则是摆在我们面前的难题。本文在分析了两种开采模式差异基础上，利用“系统工程事故树分析法+多层模糊数学综合评价法”，最后提出了不同类型矿井的煤层气开采模式。 1 两种开采模式的异同 1.1 开采机理的差异 (1)井下煤层气抽采机理。所谓井下煤层气抽采就是借助煤炭开采工作面和巷道，通过煤矿井下抽采、采动区抽采、废弃矿井抽采等方法来开采煤层气资源。

井下煤层气抽采机理是：当煤层采动以后，破坏了原岩石力学平衡，造成了煤层的卸压，由于瓦斯气体90%以上以物理吸附状态存在于煤层中，为了继续保持平衡，煤层中的瓦斯涌出，通过人工改造使其成为密闭系统，从而持续维持卸压区域．这样，煤层瓦斯将源源不断被抽出。由此可见：使井下煤层气得以抽采的2个基本条件是：在小范围内有足够的煤层气资源及使煤层瓦斯得以释放的煤层透气性大小。 (2)地面钻采煤层气机理。地面钻采煤层气就是利用垂直井或定向井技术来开采原始储层中的煤层气资源。地面钻采煤层气的机理是：当储层压力降低到临界解吸压力以下时，甲烷气体从煤基质微孔隙内表面解吸出来；由于瓦斯浓度差异而发生扩散到煤的裂隙系统，最后以达西流形式流到井筒。解吸是煤层气进行地面钻采的前提，降压是解吸的前提。由此可见：地面钻采煤层气能否发生的根本在于煤层气是否能降压解吸。 1.2 实施方法的不同

三软煤层大断面综采开切眼一次成巷支护技术研究

收稿日期：2012－10－21作者简介：熊 苡（1964－），女，湖南安乡人，硕士、副教授，现在中国石油大学（北京）从事能源、经济与管理教学 研究工作。 三软煤层大断面综采开切眼一次成巷支护技术研究 熊 苡1 ，崔 义2 ，徐 进 1 （1.中国石油大学（北京），北京102249； 2.中国华能集团公司煤炭部，北京100031） 摘 要：针对三软岩层中综采工作面切眼支架安装采用“边扩边安”安装方式存在的缺点， 研究了三软岩层综采开切眼大断面一次成巷技术，并根据矿井地质条件和支护理论，采用了锚索和锚杆支护方式，确定合理的切眼断面设计和支护方案，增加了巷道的整体稳定性。实现了综采工作面支架的顺利安装，达到了预期的效果。 关键词：三软岩层;大断面;联合支护;一次成巷 中图分类号：TD355+ .9文献标识码：B 文章编号：1671－0959（2013）01-0037-03对于三软煤层，长期以来综采工作面支架的安装方式，一直沿用“边扩边安” ［1］ 。这种支护方法缺点是：安装速 度慢、工期长；安装与扩帮工作相互交叉作业，安全性差；安装期间很多钢梁、木材得不到回收，加之开切眼需要进行二次扩翻，材料的消耗量过大 ［2］ 。为解决上述问题，文 章研究了三软煤层综采工作面开切眼一次成巷支护技术。 1矿井概况 铁北煤矿生产能力为300万t /a ，井田构造简单，为一 单斜构造，煤层走向N70? 75?E ，倾向SE ，倾角6? 10?。主要发育走向及斜交的正断层，多分布在井田的浅部。区内无火成岩侵入。该矿现主采煤层为伊敏组的Ⅱ层群，Ⅱ 层群共有7个可采煤层，即Ⅱ2a 、Ⅱ2b 、Ⅱ2c 、Ⅱ3a 、Ⅱ3b1、Ⅱ3b2、Ⅱ3c ，其中Ⅱ2a 、Ⅱ3b2煤层全区发育，为主采煤层，其余煤层为局部可采。铁北矿井目前的开采煤层为Ⅱ2a 煤层，煤层赋存较为稳定，煤层倾角为4? 7?，属于近水平煤层；由于Ⅱ2a 煤层赋存稳定，煤层属于特厚煤层，适合采用综合机械化放顶煤进行开采。 试验巷道为铁北矿新二采区右四片开切眼，该工作面走向长1680m ，工作面长165m ，煤层倾角4? 7?。开采煤层直接顶岩性为劣煤与泥岩互层，直接顶厚度为3.5 4.0m ；老顶岩性为砂质泥岩和泥质砂岩；煤层底板岩性为砂质泥岩，遇水容易膨胀，出现底臌，对巷道底板破坏较大。煤岩层的物理力学参数见表1。 表1 煤岩层的物理力学参数（平均值） 名称单向抗压强度/MPa 单向抗拉强度/MPa 弹性模量/GPa 泊松比凝聚力/MPa 内摩擦角/（?）强度公式 顶煤9.110.98 1.420.16 2.1437.4τ=2.14+σtg37.4?底煤13.81 1.10 1.880.17 2.1935.2τ=2.19+σtg35.2?顶板 5.99 1.56 1.03 0.23 1.43 35.5 τ=1.43+σtg35.5? 2一次成巷支护技术方案设计2.1 切眼断面设计 结合铁北矿井煤岩层赋存状况及切眼围岩的特殊岩性， 并根据综采工作面设备配套尺寸及设备安装要求，铁北矿新二采区右四片开切眼设计断面形状为三心拱形，断面尺寸为：净宽为7.5m ，净高为4.0m ，墙高为3m ，拱高为1m 。 2.2锚杆、锚索支护设计 根据我国煤矿采、准巷道围岩稳定性的划分情况，将 铁北矿新二采区右四片开切眼围岩稳定性的类别确定Ⅳ类，即为不稳定顶板。在考虑切眼支护安全稳定和材料成本的前提下，最终确定的支护方案为：采用主动联合支护方式，即锚杆+钢筋托架+网+锚索+W 钢带支护［5］ 。 2.2.1 锚杆、锚索长度 采用加固拱理论计算锚杆长度。 7 32013年第1期煤炭工程施工技术