沿空掘巷煤柱合理宽度及支护技术研究.pdf

《沿空掘巷煤柱合理宽度及支护技术研究.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、76能源技术与管理2012年第6期doi：10．3969／j．issn．1672—9943．2012．06．031沿空掘巷煤柱合理宽度及支护技术研究彭佳佳，李玉龙：，张晴。(1．河南煤化集团城郊煤矿，河南永城476600；2．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221008；3．中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京100083)[摘要]针对某矿2205皮带顺槽沿空掘巷煤柱留设及支护技术问题，采用数值模拟的方法计算得出相邻工作面回采后采空区侧向支承应力分布规律以及沿采空区掘巷后区段煤柱内应力重新分布规律，通过比较不同宽度煤

2、柱巷道维护效果，确定出合理的煤柱宽度，把巷道布置在应力降低区，不仅提高了煤炭采出率，而且减小了巷道围岩压力，改善了巷道维护状况。同时针对沿空掘巷，提出了围岩强化控制技术思路。即加强顶板控制，减弱顶板压力对帮部的传递；同时加强对沿空侧帮部的加固；提高初期支护强度，采用高强锚杆、高预应力锚索，在巷道开掘初期提供较高的预应力，控制巷道初期变形。工业性试验表明，某矿2205皮带顺槽在开掘与回采期间，变形趋于稳定，巷道控制效果良好。[关键词]沿空掘巷：数值模拟：围岩强化控制技术：工业性试验[中图分类号]TD353~．6[文献标识码]B[

3、文章编号]1672-9943(2012)O6一O07630引言随着资源的逐渐枯竭，如何进一步提高采区砂采出率、减小不必要的资源浪费，对于提高煤矿生产效益有着重要的意义r1]。小煤柱护巷技术经过不断地发展与完善，已经成功应用于综采条件下，砂岩已成为煤矿提高采区采出率的重要途径之一E2]。图12205皮带巷层位区段煤柱的留设尺寸，由于地质水文条件、围岩2数值模拟分析煤柱宽度(煤)的物理力学性质、顶板控制方法等不同，各矿区都不尽相同，甚至差别很大[。传统的做法即大2．1数值分析模型及参数尺寸的煤柱留设势必会造成煤炭资源的浪费。为模拟

4、基于该工作面开采条件，采用离散元数了提高煤炭回采率，必须减小煤柱尺寸。但是，如值计算程序UDEC3．0，模拟分析相同开采条件不果煤柱尺寸过小，就可能无法支撑顶板压力，尺寸同宽度护巷煤柱条件下，巷道围岩的应力分布情较小的煤柱无法维持自身的稳定，破裂煤体无法况、矿压显现特征及围岩位移规律；根据模拟结果阻止采空区的水和瓦斯涌人工作面，影响工作面相互比较，分析出合理的煤柱宽度。相应层位煤岩的安全生产⋯。因此，合理的区段煤柱尺寸对于沿力学参数如表l所示。空掘巷的成败是十分重要的。表1煤岩层力学参数1巷道概况某矿2205工作面皮带顺槽沿空

5、巷道沿二：煤层掘进，煤层稳定，结构简单，煤层厚度变化不大，平均厚度为3．22m，煤层倾角l9。24。；直接顶为厚度0．6m的砂质泥岩，老顶为厚度9．46m的中砂岩，老顶之上为厚度7．9m的粉砂岩，直接底为厚度1．33m粉砂岩，老底为厚度l0．02In细2．2数值模拟结果及分析砂岩。2205皮带巷层位如图1所示。结合现场的施工及矿压理论，煤柱的合理宽78能源技术与管理2012年第6期而发生破坏、失效。于200kN；巷道低帮布置3根高强树脂锚杆加(2)强化煤柱帮支护强度，有针对性地进行1800mm长M4型钢带(或W钢带)、双抗网与

6、钢补强支护。利用锚杆、索，长短结合的支护形式加筋网联合支护，锚杆规格为20×2400mm，每固两帮支护，强化煤柱帮的稳定性。根锚杆采用2节ZK2550型树脂药卷加长锚固；(3)增加初期支护强度，对围岩及时提供较锚杆间距750mm，排距800mm。锚杆预紧力不高的支护阻力。在掘进初期要强化初始支护强度，小于50kN，锚固力不小于200kN；顶板锚索按加大初期支护投入，有效控制煤岩初期变形，否则隔一行的五花布置，锚索预紧力不低于80kN，锚等岩层破碎、承载结构失稳垮冒后再维护，不仅投固力不低于250kN；每两排钢带中间位置布置一入

7、更大，效果也差。套高预应力纵向桁架系统，桁架排距为1．6m，预紧力不低于80kN，锚固力不低于250kN。4工业性试验在巷道掘进期间共设置了3个测站观测巷道该巷道宽3．6m，斜顶长度3．83Ill_，中高2．7m，围岩移动规律，得出的巷道围岩变形位移曲线如低帮2．04nl，高帮3．36m，巷道断面9．72m。现场图5所示。从图5看出，巷道在掘出一段时间内，实际留设煤柱宽度3．5m。巷道整体支护示意图如变形趋于稳定，控制效果较好。图4所示。^_、、、、●鲁基I．．．．。—．。—，．1f加∞∞匝∞∞加／jmrO⋯。髫02468l0

8、l214l6l8202224262{}3O巷道掘进时间／d图5巷道表面位移曲线5结论岛=t蟋经过数值模拟分析，确定2205皮带顺槽沿空=j=‘=密掘巷采用锚杆支护合理的煤柱宽度为35m，以解决此类巷道的支护问题。[参考文献][1]柏建彪．沿空巷道围岩控制[M]．徐州：中国矿业