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《松软特厚煤层综放面回采巷道支护优化研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第22卷第4期(总第137期)煤矿开采Vol．22No．4(SeriesNo．137)2017年8月COALMININGTECHNOLOGYAugust2017松软特厚煤层综放面回采巷道支护优化研究张福义,任武军(山西乡宁焦煤集团有限责任公司,山西临汾042100)[摘要]为解决松软特厚煤层综放开采条件下回采巷道矿压显现强烈的问题,以我国西部某矿为工程背景,综合运用巷道支护经典理论,对悬吊理论和极限平衡理论进行灵活应用,同时结合3DFLAC数值模拟,对松软特厚煤层综放开采回采巷道的支护参数进行了系统性的计算分析。结果表明:优化支护方案后,巷
2、道松软围岩能够承受特厚煤层综放开采的扰动,巷道表面变形明显减小,巷高收敛量由0．9m减小为0．3m,巷宽收敛量由1．2m减小为0．4m。优化支护方案效果显著,保障了工作面安全高效开采。[关键词]松软煤层;综放开采;支护优化设计;数值模拟[中图分类号]TD353[文献标识码]B[文章编号]1006-6225(2017)04-0047-05OptimalStudyofRoadwaySupportofFullyMechanizedCoalMiningwithSoftandExtraThickCoalSeam随着我国煤机装备和开采工艺的不断发展,一
3、次性全厚出煤,垮落法控制顶板。工作面顶底板14~20m特厚煤层综放开采得到了广泛的应用与推岩性如表1所示。[1-2]广。特厚煤层回采巷道围岩稳定性控制质量是表1煤层顶底板岩性决定综放工作面能否实现高产高效的关键因素之类别岩性名称平均厚度/m岩性简述[3-4]一。特厚煤层综放开采当中,工作面回采巷道基本顶细砂岩10．4中厚层状,硬度中等一般沿底板掘进,因此巷道顶板及两帮均为煤体,直接顶粉砂岩16．1厚层状,性脆[5-6]底板一般为煤。当煤层强度较低,巷道围岩物煤层3-5号17．0软煤理力学性质偏软,支护方式不合理时,在高强度的直接底砂质泥岩2
4、．1块状,性脆,偏软老底粉砂岩5．4中厚层状,硬度中等采动应力作用下,将极易导致回采巷道围岩的不稳定[7-10]。此外,通过井下取样与物理力学实验,测得煤我国西部某矿3-5号特厚煤层综放开采当中,层单轴抗压强度平均为9．52MPa,即1．5>f>0．8,随工作面推进,超前工作面200m范围内巷道变形按煤的硬度划分,属于软煤;直接底砂质泥岩单轴严重,局部地段巷道断面收敛程度达到60%,严抗拉强度2．05MPa,岩性较脆。因此工作面回采巷重制约工作面通风、运输、设备稳定,影响工作面道围岩整体偏软。安全高效开采。相关学者对综放开采回采巷道变形回采
5、过程当中,巷道变形较大,其中顶底板移机理、深部软岩稳定性控制、软岩巷道支护技术等近量达0．9m,两帮移近量达1．2m。超前工作面做了一定的研究[11-13],但针对松软特厚煤层综放20m处,巷道表面极不平整,顶板下沉、底鼓及两开采回采巷道在采动影响作用下巷道支护优化方面帮收敛现象严重,锚杆、锚索、锚网及钢筋梯部分的系统性设计研究较少。因此,针对上述条件下的支护失效。研究十分必要,研究成果对于现场生产实践具有一原巷道支护如图1所示。定的参考意义。顶部锚杆均使用规格为ϕ20mm×2000mm的高强锚杆,锚杆间排距为750mm×800mm;钢筋梯
6、规1工程概况格为3400mm×70mm,排距为800mm,均采用研究对象为我国西部某矿3501工作面,该面ϕ16mm圆钢双面焊接;锚索沿巷道方位,在巷道主采3-5号煤层,平均埋深220m,煤层平均厚度中心线位置布置1排锚索,间距为6000mm,采用17．03m,煤层倾角10°。采用综采放顶煤采煤法,规格为ϕ15．20mm的钢绞线加工,长度为[收稿日期]2016-10-27[DOI]10．13532/j．cnki．cn11-3677/td．2017．04．013[作者简介]张福义(1965-),男,山西临汾人,工程师,现任山西乡宁焦煤集团有限
7、责任公司董事长。[引用格式]张福义,任武军．松软特厚煤层综放面回采巷道支护优化研究[J].煤矿开采,2017,22(4):47-51．47总第137期煤矿开采2017年第4期式中,L为锚杆长度,m;L为锚杆锚固端长度,1m;Δ为巷道围岩破坏深度,m;L为锚杆外露端2长度,通常取0．1m。其中,锚杆锚固端长度为:kQL=(4)12．83τd式中,k为安全系数,一般取1．5~2．5,在此取2;τ为锚固剂和岩体间的抗剪强度,根据现场资2料,锚固剂的粘合强度为10N/mm,即10MPa。巷道围岩破坏深度为:kBΔ=(5)图12301轨道巷原支护2f
8、7300mm;巷道帮部锚杆均使用规格为ϕ16mm×式中,B为巷道最大掘进宽度,3．6m;f为煤层坚1600mm的普通锚杆,锚杆间排距为800mm×固性系数,取2。800mm;巷道
