综采工作面过顺槽空巷煤柱回收技术.pdf

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1、第5期山西焦煤科技No．52014年5月ShanxiCokingCoalScience&TechnologyMav．2014·技术经验·综采工作面过顺槽空巷煤柱回收技术荆鸿飞(西山煤电(集团)公司钻探分公司，山西太原030053)摘要针对宏景塔一矿回收煤柱6一113综采工作面过顺槽空巷实际情况，建立了基本顶力学模型，推导了顶板稳定性计算公式，并采用数值计算方法模拟了顶板稳定状况，提出了该工作面过空巷具体支护技术及施工措施，并组织实施，应用效果较好。分析表明，综采工作面的空巷顸一底移近量与工作面采高

2、、控项距成正变关系；回收煤柱前应对空巷进行锚网加强支护；当综采工作面I临近空巷时，应降低工作面采高，提前调斜工作面并加设单体液压支柱，这是维持顶板稳定的有效方法。关键词过空巷；围岩稳定性；数值计算；支护措施中图分类号：TD823．8文献标识码：B文章编号：1672—0652(2014)05—0004—05回收煤柱综采工作面过空巷、交叉空巷技术是影厚度为4．1～5．4m，普氏硬度系数为4，顶底板岩层响煤柱回收施工的关键。在工程实际中，较常采用木分布情况见表1。工作面采用长壁后退式全部跨落垛、密集支柱

3、等支护空巷顶板或调整工作面与空巷角法综合机械化采煤。度来解决综采工作面过空巷问题。随着采煤工艺的原东回风大巷发展，采用锚杆锚索等主动支护_l-4]手段逐渐成为解决工作面过空巷的一种有效方法。宏景塔一矿井田中东部区域已回采完毕，为了回收大巷护巷煤柱，布置了6一113工作面。该工作面为大采高孤岛工作面，推进过程中通过交叉空巷，因6-2113辅运顺槽(原一采区辅回撤巷道)此，采用一种安全有效的过空巷技术成为施工中亟待图1巷道与工作图平面布置图解决的问题。为得到工作面过空巷时顶板稳定性特性，依据该在回收1

4、05主运顺槽和107辅运顺槽两巷间15矿6一113工作面的实际情况，建立了工作面过空巷m宽煤柱过程中，该工作面平行通过6条空巷、垂直的物理模型及力学模型，推导了工作面顶板稳定性的推进1条空巷(东辅运大巷)。依据文献[5—7]可判别条件，并根据施工实际，提出了工作面合理推过知：在工作面采动过程中，影响空巷与工作面围岩稳空巷的支护技术措施。定性的因素主要有：性质煤层埋深、煤厚、采高、巷宽、1工作面概况煤柱尺寸、煤岩物理以及巷道支护情况等。该工作面宏景塔一矿6一113工作面的作用是回收井田的顶、底板岩层

5、赋存特性及其物理指标见表1。中东部区域的大巷护巷煤柱。该工作面北邻东回风2过空巷基本顶稳定性分析大巷、南邻原一采区采空区，平面布置见图1。工作面2．1过空巷基本顶力学模型可采长度为1010m，工作面长度172m，主采煤层的为分析工作面过空巷时顶板稳定性状况，本文依收稿日期：2014—04一O8作者简介：荆鸿飞(1963一)，男，山西『临猗人，1985年毕业于山西矿业学院，高级工程师，主要从事煤炭生产与管理工作(E—mail)hongfeOing@163．com2014年第5期荆鸿飞：综采工作面过顺

6、槽空巷煤柱回收技术·5·表1顶底板岩层赋存特性及力学参数表据顶板覆岩运动理论，建立了工作面过空巷顶板结构依据静力学平衡理论，建立基本顶结构稳定性约力学模型，见图2。束条件，对6一113工作面过空巷基本顶力学模型进行分析，推导维持基本顶稳定的巷道支护力公式。实际支护力可用文献[8]中给出公式计算：生譬些一图2工作面过空巷顶板结构图式中：c、c2、c、c一分别为K1的函数；图2中，①、②、③为基本顶破断后形成的块体。B、B：、B，、一分别为的函数；由空巷基本顶破断特征分析可知，岩块②作为影响工D一关于

7、(，)的函数。作面安全通过空巷的关键块体，其长度为工作面周期煤柱I、Ⅱ的弹性系数计算公式为：来压步距。对空巷围岩力学模型简化处理⋯：岩块『1：EX1①、②、③形成铰接结构。岩块②之上的软弱岩层与{(2)[K2=2其上部硬岩层离层，失去力的传递，软弱岩层可视为式中：作用于其上的载荷。空巷支护阻力及工作面支护阻一煤柱的弹性模量；力通过顶煤及直接顶对岩块②作用。。、一分别为煤柱I、Ⅱ的宽度。为了推导基本顶结构稳定性条件，在岩层梁结构煤体I和Ⅱ的极限承载力计算公式为：假设的基础上，利用多跨梁理论对顶板结构

8、受力分rl=RcX1≤Fl析，将多跨梁分解为斜简支梁和悬臂梁两部分，得到{【(3)=Rc≤F2基本顶结构稳定性力学模型，见图3。式中：，R。一煤的抗压强度。』』ljj』J，6一113工作面采高5m、直接顶厚度3．7m、直ff接顶破碎残余膨胀系数为1．08、E为900MPa，置为50m，q，、q由关键层理论中基本顶受力可得为7．195MPa、0．187MPa。代入各参数可得，的极限图3工作面过空巷基本顶力学模型值为l8．3m，表明当工作面推至煤柱宽度小于18m如图3所示，F、F为两煤