无煤柱沿空掘巷在高瓦斯突出煤层的应用.pdf

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1、2012年第3期中州煤炭总第195期无煤柱沿空掘巷在高瓦斯突出煤层的应用赵鹏飞，胡红兵，王忠来(平煤股份十一矿，河南平顶山467047)摘要：平煤股份十一矿主采的已组煤层为高瓦斯突出煤层，目前已进入深部开采的己二采区情况更为严重。回采巷道布置原采用跳采，现为顺序开采。工作面回风巷采用留4～5m宽的小煤柱沿空掘巷，但在掘进过程中仍有煤与瓦斯突出征兆，需要进行防突，采掘接替紧张。通过对小煤柱和无煤柱沿空掘巷巷道的矿压分析。提出采空区下无煤柱掘巷布置方式，并成功实施，实现了回采巷道快速、安全、高效掘进。关键词：无煤柱；小煤柱；沿空掘巷；矿压中图分类号．TD822．2文献标

2、志码：B文章编号：1003—0506(2012)03—0071—02空实体煤底板中的应力分布。无煤柱沿空掘巷把巷1问题的提出道布置在“采空区靠煤体一侧弧三角板”的下方，且根据煤层赋存情况、地质条件和所采取的技术布置在采空区下方的应力降低区内。由于巷道完全措施差异，沿空掘巷可分为3种方式，即：完全沿空处在应力降低区范围内，释放煤层中的高应力，相当掘巷、留小煤柱沿空掘巷、保留部分老巷断面掘巷。于在解放层中掘进巷道，掘进速度和安全性均大大小煤柱对挡矸和防止采空区积水进入巷道能起一定提高。作用；巷道在煤体内掘进，两侧为煤壁，有利于提高掘进速度。A]一22161~己平煤股份十

3、一矿己组煤层瓦斯含量高，采空区二总己带存在一定的积水，因此，多采用留小煤柱沿空掘巷的回己-丝!旦墨鲞—封I山风支护方式，煤柱净宽4～5m。但随着矿井开采深度的增加，煤与瓦斯突出的危险性越来越大，采用这种／下坦山E=掘巷方式需要采取防突措施，掘巷速度慢，采掘接替紧张。2沿空掘巷巷道布置己17—22141回风巷己16，17—22141采空区按照原设计，己n122161工作面回风巷掘进己16．17—22161_-1-_作面应以上一工作面(己"122141工作面)的胶带运输已l“7一22161回风巷／—·——巷下错5m左右，留设约4rll的小煤柱，从而实现留小煤柱形式的沿空

4、掘巷(图1)。而经过分析认为，图1原工作面布置由于己组煤瓦斯含量大，煤层透气性差，从采空区边缘到实体煤中4m处煤层仍然具有突出危险性，对3巷道矿压观测及显现规律掘进安全和掘进速度都会造成较大的影响。因此，3．1掘进期间采用采空区下无煤柱掘巷布置方式(图2)，相当于(1)表面位移。己。一22161工作面回风巷布厚煤层开采的下分层巷道。应力分布类似于一侧采置在原己。¨，·22141胶带运输巷下部，两帮为煤壁，底板为岩石，顶板为己¨-22141采空区垮落直接收稿日期：2011—11一O1顶胶结而成，采用u型钢支护。由于处在采空区，作者简介：赵鹏飞(1983一)，男，河南正

5、阳人，助理工程师，2007年顶板压力小，故在掘进期间总体变形量不大(图3)。毕业于解放军信息工程大学，现从事煤矿地质测量工作。·71·2012年第3期中州煤炭总第195期—5m深度(1测站)-．1-3m深度(1测站)一1mi幂度(1测站)-'己-"Or"5m深度(2测站)0-3m深度(2测站)_．-lm深度(2测站)己16．17—22161运输巷{胶—己16,17-22161~{莹带总下回己-一22141~输巷(己。一22I6堙l凰巷)山叛燮嚣22141回风老lO203O加5O6O70己l¨一22141回风巷距工作面距离／m己7—22141采空区(a)采空区侧★5m

6、深度(1测站)—一3m深度(1测站)+1rn深度(1测站)-．己--~e-5m深度(2测站)o-3m深度(2测站)一1rn深度(2-测站)己6,17-22161运输巷图2优化后的工作面布置Ⅲ／咖簿uv删潍1测站巷∞道宽度∞变化量加m-,u-5-1测0站沿空侧位移量∞∞∞∞∞m0—2测站巷道宽度变化量一2测站沿空侧位移量--I-1测站顶板下沉量-0-1测站实体煤侧位移量姗伽伽瑚姗-．42-2测站顶板下沉量—一2测站实体煤侧位移量距工作面距离，m280(b)顶板侧24Og2【x】图4巷道掘进期间深部多点位移面l6o彗12080采动影响的范围从回采面超前70m左右就开始显

7、40现，而在50～70m之间巷道受动压影响不大，基本0O2O4O6O8O10012014016o18O20o220上呈现稳定的变形阶段；在50m以内，巷道变形速与掘进面距离／m度开始增加；超前20m左右受动压影响急剧增大；图3巷道掘进期间表面位移15m后的巷道顶板下沉速度和两帮移近速度剧烈，日变形量达到数十毫米，甚至近百毫米。(2)深部多点位移。无煤柱沿空掘巷由于采用掘进机掘进，且不用防瓦斯突出，因此掘进速度大大增加。通过对观测数据比较得出：巷道掘进初期，巷-．It-1测站顶板下沉量_口-2测站顶板下沉量道变形速度较快，初始变形达到10mm／d以上，约2—l测站