综放沿空掘巷围岩大、小结构稳定性原理

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1、第26卷第1期煤炭学报Vol.26No.12001年2月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYFeb.2001!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!文章编号：0253-999（32001）01-0001-07综放沿空掘巷围岩大、小结构的稳定性原理侯朝炯，李学华（中国矿业大学能源科学与工程学院，江苏徐州221008）摘要：针对综放沿空掘巷围岩的特点，提出了综放沿空掘巷围岩大、小结构的稳定性原理，为锚杆支护的成功应用提供了

2、理论依据.对老顶中的弧三角形关键块的受力特点、在掘巷期间和回采影响期间的稳定情况以及对其下的沿空掘巷的影响进行了分析.探讨了影响围岩小结构稳定性的主要因素；应用巷道锚杆支护围岩强度强化理论，研究了提高锚杆预紧力和支护强度对保持围岩小结构稳定性的重要意义.关键词：沿空掘巷；围岩大结构；围岩小结构；关键岩块；围岩强度强化中图分类号：TD325.1文献标识码：A十几年来，我国综放开采发展十分迅速，随着“三软”、“两硬”、“大倾角”、“高瓦斯”、“易燃”、“较薄厚煤层”等难采煤层综放开采技术的提高和成熟，综采已成为我国煤矿高

3、产高效（高效率、高经济效益）的重要技术手段和煤矿开采技术的重要发展方向.综放工作面上、下两巷的支护形式和维护状况直接关系到综放工作面产量、效率、效益、采出率的提高和安全状况的改善.我国过去两巷长期使用金属支架，由于金属支架属于被动支护，支护阻力一般偏低，造成巷道维护困难，安全状况恶化，特别是回采工作面上、下端头和超前支护复杂，严重影响了回采工作面的推进速度，影响了综放生产能力的发挥.近期，我国高强度、超高强度树脂锚固锚杆支护系统和小孔径锚索的试验成功，开创了综放实体煤巷道支护技术的新局面.提高综放开采的采出率是关系到

4、综采的技术经济合理性、矿井的开采寿命和技术发展方向的重大问题，显然采用综放沿空掘巷是十分有利的.我国煤矿早已采用金属支架支护综放沿空巷道.国外，如澳、英等国不搞沿空掘巷，他们认为由于上工作面开采的影响，在本工作面顶板中距上工作面采空区一定范围内产生采动倾斜裂缝，煤巷布置在裂缝中围岩是非常不稳定的，布置煤巷时应该躲开这些裂缝，因此，区段平巷的护巷煤柱尺寸应该是巷道埋藏深度的1/10，至少应当在15m以上.美、德等国的区段煤层平巷均布置在实体煤中，俄罗斯、乌克兰的沿空掘巷只采用金属支架支护.由于综放窄煤柱护巷的沿空巷道围

5、岩松软破碎，上覆岩层活动剧烈，采动影响十分强烈，围岩变形很大，在这种条件下能不能采用锚杆支护沿空巷道？采用锚杆支护后能否使巷道保持良好的维护状态？能否保证巷道围岩的稳定和生产安全？这些都是理论上必须回答的问题.通过研究，提出了综放锚杆支护沿空掘巷围岩大、小结构的稳定性原理，用以指导综放沿空掘巷的实践，为综放沿空掘巷锚杆支护的成功应用提供了理论依据.在这个原理指导下，在兖州矿务局兴隆庄矿和潞安矿务局王庄矿分别试验综放锚杆支护沿空掘巷1510和970m，巷道基本不需修理，维护状况良好，巷道围岩保持稳定，保证了安全生产的正

6、常进行，现已全面推广使用.大结构，是指巷道较大范围的围岩结构，包括顶煤、直接顶、老顶和作用在老顶上的载荷岩层；小结收稿日期：2000-08-28基金项目：国家自然科学基金资助项目（59734090）煤炭学报年第卷构，是指巷道周围锚杆组合支护以及锚杆与围岩组成的锚固体在采动影响下，大结构范围内岩层的变形移动，包括老顶关键块的回转下沉，必然影响到小结构的稳定性，在大结构从稳定到围岩应力和变形的调整变化过程中，小结构能否保持稳定，采用什么措施来保持稳定就是这个原理所要回答的问题!综放沿空掘巷围岩大结构的稳定性分析!"!围岩

7、大结构的力学特点综放沿空掘巷是在上一区段开采以后，上区段综放工作面采空区冒落矸石稳定的条件下进行开掘的综放巷道掘进期间上覆岩层结构平面及剖面如图所示可以看出，当上区段回采时，随着工作面的不断往前推进，在其侧向与下工作面连接处，老顶发生破断，形成弧三角形板，岩块的一端回转后在采空区触矸，另一端在下区段的煤壁里面断裂岩块虽有一定的回转下沉，但它与岩块、岩体互相咬合，形成铰接结图综放沿空掘巷与上覆岩层的结构关系构在上覆岩层大结构中对综放沿空掘巷稳定性影响最大的是老顶的弧三角形块，称为关键岩块岩块的（）平面；（）剖面；———

8、综放实体煤巷道；稳定性服从（）稳定性原理［］岩———综放开切眼；———综放沿空掘巷块在下区段煤壁里面断裂的位置，主要取决于顶煤和直接顶的厚度，顶煤、直接顶、老顶的岩石力学性质以及老顶和其上载荷层的厚度等因素当顶煤和直接顶厚度在时，顶煤和直接顶的强度属于中等，通过应用程序进行数值分析，老顶在煤壁内断裂的距离一般在，兴隆庄煤矿和王庄煤矿分别为和由于