混凝土砌块墙巷旁支护沿空留巷试验

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1、弛代彳匕2015年第6期总第129期混凝土砌块墙巷旁支护沿空留巷试验唐建新’，罗威，丁伟伟2，张飞1(1．重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆400030；2．中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400039)摘要本文以龙滩煤矿3ll2南工作面为工程背景，设计沿空留巷护巷方案，并用数值模拟和现场试验相结合的方法进行研究。基于数值模拟结果可知：锚索(杆)网加钢带和槽钢支护能有效地维护巷道的稳定，控制巷道围岩的变形；采用混凝土砌墙切顶的巷旁支护方式进行留巷时，围岩稳定性比较好。结合现场试验，最终验证了该技术现实可行且效果良好。关键词沿空留巷；混凝土砌碹墙；锚网索

2、加槽钢；巷旁切顶；数值模拟中图分类号：TD353文献标志码：A文章编号：1009—0797(2015)06—0072—04高帮密集锚索，走向间距0．8m。l引言方案二：巷旁0．5m处采用密集支柱同时在采空沿空留巷是将已采工作面后方的运输机巷或风区距下帮lm处法向爆破切顶。高帮密集锚索，问距巷用一定的支护方法沿采空区保留下来，作为下一0．8m。工作面顺槽，是一种先进的无煤柱护巷方法⋯，它可方案三：采用混凝土砌块墙进行巷旁支护，堆砌以最大限度地避免煤柱损失，有效地缓解采掘接替墙体的宽度d=0．5m，每隔6m堆砌一个尺寸为矛盾，而且对于减少因保护煤柱引起的灾害有良好0．7m×

3、0．7m的加强墩。的效果，其技术优势和经济效益显著。4数值模拟近三十年来，无煤柱开采技术得到迅速发展，研究综采沿空留巷技术具有极大的实用价值，沿空留巷采用离散元数值模拟软件UDEC进行模拟，对技术的成功与否，关键在于巷旁支护与巷内支护的上述三种方案的巷道围岩变形量进行对比分析，选合理选择和匹配。本论文针对龙滩煤矿近水平中出最优方案进行工程实践。厚煤层综采工作面混凝土砌墙巷旁支护沿空留巷进4．1数值模拟模型的建立行了研究，其研究成果可为其它具有类似地质条件根据现场的实际条件，确定模型长为350m，高为的煤层实施沿空留巷提供宝贵经验。300m；左右边界水平方向固定，底部边界

4、固定，顶部边界施加埋深为430m的自重应力。模拟所用的煤岩2试验巷道工程概况物理力学参数由实验室物理力学性质试验获得，如表龙滩煤矿3112南[作面位于龙滩煤矿311采l所示，三种沿空留巷方案数值模型如图1所示。区，采深413．8～463．9m，平均煤厚1．93m，采高表13112工作面煤岩物理力学参数2．12m。走向长约863m，倾斜长约240m，倾角为1。～2．5。，煤层伪顶0．4～1．2m，直接顶为4．6～6．5m厚的砂质泥岩，基本顶为4．95～7．4m厚的灰岩和泥岩，底板为1．6～4．56m厚的砂质泥岩。3沿空留巷支护方案设计3．1试验巷道内支护设计T作面机巷采用

5、锚索(杆)网加钢带和槽钢支护作为永久支护。锚杆类型为左旋螺纹钢，中20mm，长2．5m，间距0．8m、排距0．8m；W钢带在走向每3．2m布置1根；铁丝网网孑L50era×50era，采用8号铁丝。3．2试验巷道巷旁支护设计根据龙滩煤矿3112工作面的实际情况，设计了三种不同的巷旁支护方案进行对比研究。方案一：巷旁0．5m处采用单排密集支柱切顶，(a)方案一模型·72·煤矿现代化2015年第6期总第129期所示。从图中可看出工作面前方20m以外的范围内渐增大，当工作面推进到断面后方40m之后锚杆受矿压显现不明显，顶底板及两帮移近量不明显。在工力缓慢趋于稳定。高帮侧锚杆受

6、力明显大于巷道中作面后方0～50m范围内为顶板剧烈活动区，巷道顶部锚杆和低帮侧顶板锚杆，低帮侧锚杆受力最小。锚底板移近速度较大，顶底板累积最大移近量为杆在工作面后方20m左右受力达到最大值。182ram；两帮累积最大移近量为142mm。顶底板的移近量和移近速度明显大于两帮，这主要是由于顶板的回转下沉量较大的原因，这与前面数值计算结果相吻合。jUZU-lU01020jU405060奄工f#面题离／m图7液压支柱压力变化曲线从图7可知，工作面推进到观察断面后方10～60m之间时，顶板剧烈活动，支柱压力在工作面30·20i00lO2030∞5O∞耀工捧面鼯m后方20m左右先达

7、到最大，之后慢慢减小并稳定。图4巷道顶底板移近量曲线通过现场矿压观测表明：工作面后方0～20m范围，巷道围岩活动剧烈，顶板主要通过单体液压支柱以及巷旁锚索提供支护阻力；工作面后方2050m范围内，顶板下沉量达到稳定量，支柱压力减小，充填体开始承载，与支柱共同提供支护阻力，现场良好的效果，达到了预期的留巷要求。6结论(1)通过数值模拟证明了锚索(杆)网加钢带和槽钢支护能有效地维护巷道的稳定。模拟结果显示，jU2“lUUlO205U4050bU工作箍与j鲑鞠断蓖琵离，m方案三顶底板以及两帮移近量较小，巷道稳定性较图5巷道两帮移近量曲线好，因此