上区段覆岩未稳定沿空掘巷围岩控制综合技术研究.pdf

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1、煤炭工程第４９卷第５期ＣＯＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ?４９，Ｎｏ?５ｄｏｉ：１０?１１７９９／ｃｅ２０１７０５０２８上区段覆岩未稳定沿空掘巷围岩控制综合技术研究杨张杰（安徽省煤炭科学研究院，安徽合肥２３０００１）摘要：为了实现上区段覆岩未稳定沿空掘巷围岩控制，基于沿空掘巷煤柱力学环境的影响因素分析，以顾北矿１３４２（１）孤岛面回风巷道为工程背景，提出了一种以预加固煤柱为基础的围岩综合控制技术。通过数值模拟及现场工程实践，研究了围岩综合控制技术的支护效果。结果表明：在上区段覆岩未稳定情况下，沿空掘巷采用以预加固煤柱为基础的围岩综合控制技术，不仅可以提高煤柱的承载能力，保持煤柱的稳

2、定，而且巷道围岩变形量明显降低，支护效果明显改善。关键词：预加固；围岩控制；沿空掘巷；煤柱；上区段覆岩中图分类号：ＴＤ３５３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０９５９（２０１７）０５⁃００９１⁃０５Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｃｏｎｔｒｏｌｉｎｇｏｂ－ｓｉｄｅｅｎｔｒｙｄｒｉｖｉｎｇｗｉｔｈｕｎｓｔａｂｌｅｏｖｅｒｌｙｉｎｇｓｔｒａｔａｉｎｆｏｒｍｅｒｓｅｃｔｉｏｎＹＡＮＧＺｈａｎｇ－ｊｉｅ（ＡｎｈｕｉＰｒｏｖｉｎｃｅＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｆｅｉ２３０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａ

3、ｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｄｕｒｉｎｇｇｏｂ－ｓｉｄｅｒｏａｄｗａｙｄｒｉｖｉｎｇｗｉｔｈｕｎｓｔａｂｌｅｏｖｅｒｌｙｉｎｇｓｔｒａｔａ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｃｏａｌｐｉｌｌａｒｉｎｇｏｂ－ｓｉｄｅｅｎｔｒｙｄｒｉｖｉｎｇ，ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｃｈｅｍｅｆｏｒｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎｃｏａｌｐｉｌｌａｒｐｒｅ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｔａ

4、ｋｉｎｇｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆｔｈｅａｉｒｒｅｔｕｒｎｗａｙｉｎＮｏ?１３４２（１）ｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ，ＧｕｂｅｉＣｏａｌＭｉｎｅ．Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｓｃｈｅｍｅｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｆｉｅｌｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ，ｕｎｄｅｒｕｎｓｔａｂｌｅｏｖｅｒｌｙｉｎｇｓｔｒａｔａｏｆｆｏｒｍｅｒｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｅｎｈａｎｃｅ

5、ｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｃｏａｌｐｉｌｌａｒａｎｄｍａｉｎｔａｉｎｔｈｅｃｏａｌｐｉｌｌａｒｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｉｓｒｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｅ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ；ｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｃｏｎｔｒｏｌ；ｇｏｂ－ｓｉｄｅｅｎｔｒｙｄｒｉｖｉｎｇ；ｃｏａｌｐｉｌｌａｒ；ｏｖｅｒｌｙｉｎｇｓｔｒａｔａｏｆｆｏｒｍｅｒｓｅｃｔｉｏｎ随着煤矿开采及支护技术的不断进步，留小煤柱沿空掘掘接替一直都很紧张。根据

6、矿生产计划，在１３３２（１）工作巷技术经过不断地发展和完善，己成为实现矿井安全高效生面及１３５２（１）工作面回采完毕后，不待采空区覆岩稳定即［１－４］要进行１３４２（１）孤岛工作面回风巷道和运输巷道掘进。因产的重要技术途径之一。一般来说，留小煤柱沿空掘巷是在上区段工作面回采引起的采动影响稳定后沿采空区边缘此，有必要进行上区段覆岩未稳定沿空掘巷围岩控制综合［５］技术研究。通过该项技术研究，不仅可以缓解顾北矿采掘掘进巷道，但由于采掘接替紧张等原因，有时来不及等到上区段采空区覆岩稳定即开始下区段留煤柱沿空掘巷。巷道接替紧张状况，实现上区段覆岩未稳定沿空掘巷工作面安在不稳定残余支承压力影响下

7、掘进，由于围岩应力趋于调整全高效开采，而且对类似动压条件下沿空掘巷技术难题的过程中，不仅围岩应力环境复杂，而且巷道围岩整体稳定性解决也提供了参考依据。急剧变差，从而导致巷道围岩与支护体共同承载作用降低，１工程概况巷道围岩塑性区及破坏范围也显著增加，巷道变形、片帮严［６，７］重，甚至还可能导致巷道发生冒顶事故。１３４２（１）孤岛工作面位于顾北矿南一（１１－２）采区，该１３４２（１）工作面为顾北矿南一（１１－２）采区４阶段孤岛面南侧为１３５２（１）工作面，西侧