沿空掘巷围岩控制技术研究与实践.pdf

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1、总第194期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2015．10．018沿空掘巷围岩控制技术研究与实践徐学标(潞安集团蒲县伊田煤业公司，山西临汾041200)摘要：从沿空巷道力学特征和失稳形式等方面对软岩条件下沿空掘巷的稳定性进行了分析。以伊田山中煤矿101工作面回风巷为研究对象，利用数值模拟和现场实测等手段分析了不同支护条件下巷道围岩受力情况和变形特点，提出了软岩条件下沿空巷道支护方案。通过现场工程实践，得出锚杆+锚索+U型钢联合支护方式能够有效控制巷道变形，相比于单一的U型钢支护

2、方式更适合于软岩条件下沿空巷道支护的结论。关键词：软岩；沿空巷道；稳定性；数值模拟中图分类号：TD353文献标识码：B文章编号：1005—2798(2015)10—0048—03随着煤炭资源的连续、规模化开采，部分矿井可质条件和巷道布置等因素相关，具有连续性和突发采储量越来越少，为了提高煤炭资源的回收率，沿空性特点：②变形力是指巷道围岩在二次应力作用下掘巷已经广泛应用于国内诸多矿井．主要通过在采产生弹塑性变形。这种围岩变形会在巷道支护体系空区侧向支承压力降低区布置窄小煤柱或采取其他上形成一定的压力；变形

3、力具有一定的时间效应，在支护形式来提高回采率和减少巷道掘进工程量。尽产生初期速度和作用力会持续增大，当巷道围岩变管国内对软岩巷道支护进行了较深入的研究．但是形达到一定程度后。变形力会逐渐减弱甚至消失；变有效的控制手段依然匮乏，特别是对于软岩条件下形力的作用程度受巷道围岩特性和支护强度影响较的沿空掘巷而言，采空区侧帮部煤岩体松碎，若支护大，提高巷道煤岩体支护强度、改善煤岩体受力特征不当容易引起窜矸、漏水漏风、有害气体积聚等，故和提高煤岩体强度对于抵抗变形力作用极为有效；软岩条件下的沿空掘巷更是缺乏有效的控

4、制手③膨胀力是指巷道围岩体在其他因素的作用下发生段⋯。现从软岩变形机理、沿空掘巷控制技术等多膨胀变形，煤岩体膨胀会对支护体系产生膨胀压力，方面着手。寻求软岩条件下的沿空掘巷控制技术．并特别是含有伊利石、蒙脱石和高岭石的软岩在水理将其应用于实践。作用和支承应力作用下极易出现岩体碎解、膨胀和破坏。l软岩条件下沿空掘巷稳定性分析1．2沿空掘巷失稳形式1．1沿空掘巷失稳力学分析软岩条件下沿空掘巷受力情况较复杂，同时受井下支护工程理论认为，巷道在满足正常的安到水文地质条件、采掘工艺和巷道布置等多方面因全生产的基础

5、上可以允许一定量的变形和破坏，这素的影响，沿空巷道破坏形式较多。根据生产实践种巷道也称为稳定巷道。巷道的失稳从根本上说都和试验分析认为．软岩条件下的沿空巷道破坏形式是力学效应作用的结果，巷道开挖后所形成的二次可大致归纳为巷道顶帮破坏、巷道底板变形和巷道围岩应力分布促使巷道围岩发生流变、弯曲、断裂和整体变形三类¨3]。其中顶帮破坏主要是巷道顶板破坏等现象，而这种力学效应又可划分为松动力、变和两帮围岩存在软弱松散煤岩体，在各种作用力影形力和膨胀力。若支护不及时或者支护不当。在这些响下出现离层、破碎和坍塌，这

6、种破坏最常出现在巷力的作用下会导致巷道开挖后暂时形成的稳定结构道顶部、巷道顶角和两帮中上部，最直观的形式便是出现失稳，进而造成巷道的变形与破坏[2]。具体作冒顶和片帮；当底板岩层强度较低、遇水易膨胀，在用为：①松动力是指松动煤岩体对巷道的作用力，主集中应力和水理作用下易出现巷道底板变形破坏，要作用在巷道顶板和两帮：该力产生的原因是巷道底板变形可分为挤压流动性变形、挠曲褶皱变形和开挖后应力重新分布。该松动力促使巷道围岩在弱剪切破坏变形等。直观形式便是所谓的底鼓：当巷道面处出现离层、破碎和坍塌，这种力与围岩

7、特性、地四周受力较大，巷道两帮和顶底板会出现相对位移，收稿日期：2015-03-06作者简介：徐学标(1985一)，男，云南昆明人，助理工程师，从事生产技术工作。48徐学标：沿空掘巷围岩控制技术研究与实践第24卷第10期造成巷道整体失效，特别是对于软岩条件下的巷道而言更易出现整体变形。20。2软岩条件下沿空掘巷支护研究0．2．1试验工作面概况．-60--40—200204060伊田山中煤矿101工作面位于井田西部，东部距离巷道中心距离／m(a)顶底板不同位置垂直压力为旧采空区，南部为井田边界保护煤柱，北

8、部为实体煤。工作面煤层平均埋深为190m。工作面所采煤层为太原组9+10+11号煤层，煤层厚度为5．2687．88m，平均为6．78m，该煤层倾角为512。，平均为8。，煤体结构简单，节理发育程度较高，松软易碎。工作面水文地质属简单类型，在巷道掘进时曾距离巷道中心距离，m(b)顶底板不同位置水平压力揭露3条落差均不超过1．2m的小型正断层。煤层+U型钢支护；+联合支护上方为均厚20．6m的灰黑色泥岩．该泥岩节理裂隙图1回采期间巷道顶底板在不