深部矿井复杂应力巷道快速掘进技术探讨

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1、深部矿井复杂应力巷道快速掘进技术探讨原标题：复杂应力条件下快速掘进超前技术管理实践。摘要：为了对深井复杂应力巷道进行科学有效支护，实现留窄煤柱环境下沿空送巷综掘工作面的快速掘进，通过对己16.17-23010机、风两巷进行应力分析，得出己16.17-23010机巷主要受上覆己15-23030工作面遗留煤柱应力集中影响，己16.17-23010风巷主要受下覆庚20-21010工作面采动影响。根据分析结果，进行超前技术管理，对机巷支护形式及时进行变更，对风巷采取停掘措施，待庚20-21010采空区岩层移动的活动影响期过后再掘进，现场实践验证了此分析预判的准确性，保证了机风两巷的安全高效快速掘进。关

2、键词：复杂应力；应力分析；超前管理；快速掘进。深部矿井复杂应力巷道快速掘进问题，是当今世界巷道支护掘进过程中普遍存在的难题。受井田面积所限，平煤股份四矿目前处于丁、戊、己、庚四组煤同时开采的局面，各组煤层之间相互影响多，巷道矿压大，应力分布状态复杂，给巷道支护和安全快速掘进带来了诸多不便，严重制约矿井的采掘接替。通过分析己16.17-23010机风两巷不同的应力环境，得出了两巷的应力状况，并提出对应的针对性措施，通过超前技术管理实现了己16.17-23010机风两巷安全高效快速掘进。1工作面概况平煤股份四矿己16.17-23010工作面位于己三采区东翼最上部，机巷与风巷拐点以外均为沿空送巷，留

3、4m窄煤柱，拐点以里煤柱逐渐增大；机巷与己16-23030采面（已回采）毗邻，风巷与己16.17-21290工作面（已回采）毗邻，上覆己15-23030工作面（已回采），层间距12~15m,下覆庚20-21010采面正在回采，回采垂深在620~776m之间，层间距50~60m.2工作面应力环境分析（1）己16.17-23010机巷应力环境分析。己16.17-23010机巷沿己16.17煤层顶板掘进，主要用于工作面通风、行人、运输，巷道顶板为粉砂质泥岩，灰色~深灰色、块状、含砂量不均、含植物化石，为软弱岩层，受复杂应力作用，围岩破碎且流变性强，容易造成巷道顶板下沉、两帮移近量大。己16.17-2

4、3010机巷在掘进过程中，影响其应力分布的因素主要有三点：（1）己16-23030采空区侧向支承压力：拐弯前，己16.17-23010机巷与己16-23030风巷间隔煤柱仅4m宽，属于留窄煤柱的沿空送巷，机巷处于沿空送巷下的应力降低区，过拐点后，随着煤柱厚度增大，己16-23030工作面的侧向支承压力逐渐向机巷增大，直到达到峰值区域，当机巷与己16-23030采空区之间煤柱厚度达到40m以上后，巷道处于原岩应力区。（2）上覆己15-23030遗留煤柱：根据矿压显现规律，己15-23030丢煤区煤柱为应力集中区，其要向己16.17-23010机巷传递应力。应力分布如图1所示。（3）下覆庚20-2

5、1010工作面回采影响：根据庚20-21010工作面情况和经验公式，按照下山移动角55°、层间距60m计算，动压传递至己16.17煤层的影响范围为42m,但该巷道与庚20-21010工作面水平间距约为100m,结合该巷道所处位置经分析并可知，庚20-21010工作面回采对该巷道影响较小，当回采爆破作业时影响较大，应力分布如图2所示。根据各自的影响范围，将各种影响因素进行叠加，形成己16.17-23010机巷应力分布图，如图3所示。（2）己16.17-23010风巷应力环境分析。己16.17-23010风巷布置在庚20-21010工作面范围以上的顶板上，根据庚20-21010工作面情况和

6、经验公式，预测其三带高度为：冒落带h1=13m,裂隙带h2=42m,弯曲下沉带的高度向上直至地表，己16.17-23010工作面距离庚20-21010工作面50~60m,所以，己16.17-23010风巷位于庚20-21010工作面开采的冒落带和裂隙带附近以上，在弯曲下沉带内。3安全技术措施（1）己16.17-23010机巷针对性措施。根据010机巷应力图，确定其支护形式为：自开口至停采线以外15m处于原岩应力区，采用锚杆（索）+].徐州：中国矿业大学出版社，2010.[2]田建胜，屈凡非，刘刚。井巷设计与施工技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.[3]李大伟。深井与软岩巷道二次支护

7、围岩稳定与控制研究[D].徐州：中国矿业大学出版社，2006.[4]黄志强。平顶山五六矿戊己组煤层压茬关系的反向开采研究[D].徐州：中国矿业大学出版社，2000.