沿空留巷充填区域松软顶板控制技术研究.pdf

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1、2016年第41卷第3期能源技术与管理V01．41No．3EnergyTechnologyandManagement51doi：10．3969／jissn1672—9943．2016．03．019沿窑留巷充填区域松袄顶板控制技术研究柳军涛，曹其嘉：，张文俊1，梁坤2(1．山西新元煤炭有限责任公司，山西晋中030600；2．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116)[摘要]保持沿空留巷充填区域松软顶板的相对完整与稳定是沿空留巷技术成功的关键因素。分析了充填区域松软顶板受载与变形规律，将充填区域松软顶板分为充填体上方

2、顸板离层区、留巷上方顶板拉破坏区、实煤体上方肩角剪切破坏区等3个区域。提出了增设特种支架、铺设柔性网、高预应力高刚度锚索及时支护、高水材料构筑巷旁充填体及时支撑顶板、控制合理的一次充填长度等充填区域顶板稳定控制技术，实现了沿空留巷充填区域松软顶的稳定与传递载荷的作用。经新元矿3107工作面沿空留巷实践，效果良好。[关键词]沿空留巷；充填区域；松软顶板；破坏分区[中图分类号]TD327．2[文献标识码]B[文章编号]体上方松软顶板稳定、有效传递巷旁充填体切顶0引言阻力并保持一定的自承能力，实现对充填区域顶沿空留巷技术就是

3、随着回采工作面的推进，板的有效控制。采用合理的巷内支护和巷旁支护技术将巷道保存1充填区域松软顶板控制技术下来的一项先进技术。它具有降低掘进率、优化采掘接替、提高资源回收率、实现工作面Y型经研究，充填区域松软顶板可以分为充填体通风以及煤层群连续卸压开采等技术优点口]。上方顶板离层区、留巷上方顶板拉破坏区、实煤体沿空留巷充填区域指工作面与巷道的交接处上方肩角剪切破坏区等3个区域，如图1所示。构筑巷旁支护体的区域H]。该区域的相对完整与稳定对沿空留巷围岩稳定性有重要影响。工作面／⋯⋯～I受超前采动支承压力影响易造成直接顶离层

4、、破／坏，部分直接顶甚至随煤层回采而垮落，在充填体承载前还要经受支架的反复支撑作用和工作面后一_方未充填区单体液压支柱集中载荷作用，导致直图1沿空留巷松软顶板“三区”分布示意接顶浅部顶板比较破碎，强度和刚度都比较低；而沿空留巷的松软顶板“三区”是围岩控制的关构筑的巷旁充填体通常不能完全接顶，充填体不键部位，支护不合理极易发生围岩失稳，需要针对能及时有效地将支撑阻力传递给基本顶，导致基性地提出支护技术，维持松软顶板“三区”围岩的本顶回转下沉量加大，从而造成巷道顶板下沉量稳定性：①充填体上方顶板离层区。顶板离层控制过大、围

5、岩变形严重破坏，最终留巷难以成功[5-7]。需支护系统预应力有效扩散到该区，即在锚固厚因此，保持充填体上方顶板的完整与稳定是沿空度上，支护系统能覆盖该区，且有一定程度上的延留巷技术成功的关键因素之一。展。因此，提出沿空留巷充填区松软顶板锚杆锚索新元矿3107工作面为煤与瓦斯突出工作面，控制技术，使充填区松软顶板形成的有效压应力直接顶为松软灰黑色砂质泥岩，平均厚度5．66m。区控制其剪切破坏和离层。②留巷上方顶板拉破受多次动压作用，松软顶板极易沿采空区侧运移坏区。由锚杆支护顶板预应力的演化规律可知，提发生抽冒，导致实施沿

6、空留巷前充填区顶板就已高锚杆预应力，不仅具有提高预应力的极值、而且部分冒空。在这种顶板条件下，沿空留巷巷旁充填具有扩大有效压应力区范围的作用。所以，对于留体不能有效承载，巷旁充填体与顶板脱离，甚至离巷上方顶板拉破坏区，高预应力锚杆支护可以消层，极易造成沿空留巷围岩结构失稳。因此，针对除这一区域的拉应力，进而提高沿空留巷围岩的该工作面充填区域松软顶板条件，研究保持充填稳定性。③实煤体上方肩角剪切破坏区。为了确保2016年第41卷第3期能源技术与管理Vo1．41No．3EnergyTechnologyandManageme

7、nt53次，即一班充填一垛。420-450m趋于稳定，最大底鼓量为965mm。巷(6)早强、增阻速度快的巷旁充填体及时支道顶底板移近量主要是底鼓量，占到65．9％。③煤撑顶板。采用早强、增阻速度快的高水材料巷旁充柱帮位移大于充填体水平位移，充填体水平位移填体及时支撑直接顶、切断采空区的直接顶。在基为326mm，煤柱帮水平位移为541mm，两帮相对本顶发生破断前，充填体应快速增阻达到切顶阻移近量为867mm，留巷移近量小，巷道围岩控制力，切断采空区侧基本顶。效果良好2应用效果3结论新庄矿3107_T作面沿空留巷表面位移变

8、形(1)通过分析直接顶对沿空留巷的影响，提规律如图4所示。出保持充填区上方直接顶稳定、有效传递巷旁充填体切顶阻力并保持一定的自承能力，是松软围岩沿空留巷成功的关键。(2)研究了沿空留巷松软顶板稳定控制技暑术，将沿空留巷松软顶板分为充填体上方顶板离层区、留巷上方顶板拉破坏不稳定区、实煤体上方肩角剪切破坏区，提出了增设特种支架、铺设柔