煤预留巷道双采动影响下围岩控制技术研究项目实施方案

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1、山西晋城无烟煤业集团有限责任公司15#煤预留巷道双采动影响下围岩控制技术研究项目实施方案晋煤集团古书院矿河南理工大学2012年9月25日15#煤预留巷道双采动影响下围岩控制技术目录1项目的提出和主要研究内容11.1立项背景11.2国内外现有技术概况11.3本项目的主要研究内容及目标52.项目研究总体技术方案62.1预留巷道围岩物理力学参数测试62.2预留巷道围岩变形数值模拟实验72.3回采巷道围岩变形监测102.4超前支撑压力及侧向应力观测与分析112.5预留巷道现有支护效果综合分析142.6152309工作面顶板弱化处理施工安全技

2、术措施142.71523093巷沿煤柱侧切顶预裂爆破技术方案222.81523092预留巷道围岩锚索加固控制技术方案262.91523092预留巷道围岩注浆加固控制技术方案283.地点、试验规模及研究进度334.经济、社会效益及推广应用的前景33附图135附图235附图335附图4363615#煤预留巷道双采动影响下围岩控制技术1项目的提出和主要研究内容1.1立项背景15#煤层现作为古书院矿的主采煤层，工作面采用“两进一回”布置方式进行回采，上一个工作面的回风巷在回采过程中保留下来，作为相邻下一个工作面的胶带巷。预留巷道服务两个工作

3、面。在目前已回采过的工作面预留巷道受上个工作面的采动影响巷道出现不同程度的围岩变形，巷道失去二次使用的作用。例如：在回采151306工作面过程中1513062巷（回风巷）受初次采动影响底臌达到0.5～1.2米，在回采151305工作面过程中，1513062巷（胶带巷）受二次采动影响底臌达到0.8～1.5米，巷帮片帮严重，顶板变化不大。回采152307工作面过程中1523072巷（回风巷）受初次采动影响底臌达到0.5～1.2米，巷帮片帮严重，顶板变化不大。在回采152306工作面过程中，1523072巷（胶带巷）受二次采动影响底臌达到

4、0.7～1.5米，巷帮片帮严重，顶板变化不大。古书院矿围岩变形实拍照片如图1。通过已回采过工作面围岩变形情况，15#煤预留巷道围岩变形存在必然性，根据15#煤煤层地质条件，采用“两进一回”布置方式进行回采。预留巷道围岩变形成为制约安全生产和采掘衔接的主要问题。图1古书院矿围岩变形实拍照片因此，开展研究项目“古书院矿15#煤预留巷道双采动影响下围岩控制技术研究”，治理该条件下巷道底臌、片帮问题，保证预留巷道在服务期间围岩的稳定性，保证安全生产和工作面的正常衔接，对于古书院矿实现高产高效有着重要意义。1.2国内外现有技术概况3615#煤

5、预留巷道双采动影响下围岩控制技术长期以来，回采巷道围岩控制一直是人们所致力解决的一个热点问题，其目的是为了保证巷道的正常使用，为矿井安全生产创造必要条件。巷道的稳定性状况取决于围岩的地质力学条件、采掘技术条件及支护条件等。实际工程中的回采巷道大多不具备保持自稳状态的条件，因此，必须采取一定的围岩控制措施。底板管理是巷道围岩控制的基础，井下测试表明，在底板不支护的软弱底板的回采巷道中，顶底板移近量的2/3～3/4是底臌引起的，底臌造成的巷道维修量要占维护总量的80%以上。为了使巷道断面保持一定的大小，保证生产能够进行，人们通常采用人工

6、起底来处理底臌，这样不仅浪费人力、物力，严重影响安全生产，同时不能从根本上解决问题，需反复起底。国内外许多专家学者对煤矿巷道底臌机理和控制技术作了大量的研究工作，取得一些重要的研究成果。在底臌量得预测方面，切尔尼亚克利用数理统计法对大量实测数据进行了分析，得出了预测巷道底臌的经验公式。美国的K.Haramy把底板岩层看作两端固支的岩梁进行分析，讨论了底板岩层地应力状态及稳定性。此外还有利用板壳理论建立了底板的压曲微分方程，非线性大变形连续体力学理论也已用来进行底臌量的计算。在底臌显现方面，姜耀东、陆士良根据巷道所处的地质条件、底板围

7、岩性质和应力状态的差异、底板岩层鼓入巷道的方式将底臌分为：①挤压流动性底臌；②挠曲褶皱性底臌；③遇水膨胀性底臌；④剪切错动性底臌。王卫军、侯朝炯认为回采巷道的底臌以挤压流动性底臌和挠曲褶皱性底臌为主，随着工作面支承压力的增加，回采巷道的底臌量增加。巷道底臌的控制方法总结如下：虽然巷道底臌机理的研究相对缓慢，但目前国内外各种控制底臌措施的探索工作却十分活跃，试验成功了很多控制底臌的方法，归纳起来有以下几种方法：（1）加固法加固法就是对底臌巷道底板岩层进行支护或增强其强度，从而提高底板岩层的稳定性，减小底臌量。它包括底板锚杆、底板注浆及

8、封闭式支架等形式。①底板锚杆。底板锚杆主要有两个作用，一是把浅部不稳定的岩层与下面稳定岩层联结在一起，二是通过底板锚杆在巷道底板形成组合岩梁，抑制下部岩层因扩容引起的裂隙张开及新裂隙的产生，同时，也可限制下部岩层向上鼓起，可起到一定的