巷旁锚索加强支护沿空留巷应用效果分析.pdf

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1、能源技术与管理2012年第3期doi：10．39696．issn．1672—9943．2012．03．016巷旁锚索加强支护沿空留巷应用效果分析王丹，康继春1，祁清平(1．河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454003；2．中泰矿业有限公司，河南鹤壁458019)[摘要]基于围岩强度强化理论，通过对沿空留巷围岩变形机理进行分析，以提高岩层自身承载能力为手段，应用巷内锚杆支护、巷旁锚索加强支护的沿空留巷技术，建立巷旁锚索加强支护的力学模型，求出巷旁充填体的临界切顶支护阻力的简化计算公式。通过实例分析，现场实测结果与理论计算结果基本接近。该应用结果可为同等地质构造条件下，沿空留巷技术的

2、应用提供科学的理论依据和实践借鉴。[关键词]沿空留巷；巷旁支护；锚杆支护；锚索支护[中图分类号]TD353[文献标识码]B[文章编号]1672_9943(2O12)O3—00403可抗拒的采动影响因素，其变形量主要由直接顶1概况自身承载能力，煤帮及充填体共同作用。因此，第一鹤壁四矿矿井属于煤与瓦斯突出矿井，煤层，要求巷旁支护体应具有早期强度高、增阻速度透气性低，煤层瓦斯抽放效果较差，工作面上隅角快等力学特性；第二，在巷内采用锚杆支护。煤巷瓦斯易超限；且煤巷掘进速度慢，工作面准备的时锚杆支护可以改变围岩的应力状态，增加围压，从间较长，采掘接替比较紧张。因此，在31021工作而提高围岩的自身

3、承载能力。巷内锚杆支护加固面上顺槽进行沿空留巷技术研究，可实现Y型通煤帮，增强煤帮对顶板的支护强度及煤体的残余风，解决采煤工作面上隅角瓦斯积聚问题，改善作强度；第三，巷旁采用锚索补强加固煤巷顶板锚业环境，保证正常生产和提高矿井的高产高效，并杆支护技术。在巷旁支护体上方顶板未受工作面对顶分层开采后采空区瓦斯治理提供了有效途前方超前支承压力作用发生破碎变形之前，应用径，实现了煤与瓦斯共采的绿色开采技术。预应力锚索对顶板进行加固，强化沿空留巷围岩的稳定性。可以提高留巷顶板的自身承载能力，并2沿空留巷围岩变形机理使留巷顶板与充填墙、煤帮共同作用，形成“支架实现沿空留巷的技术关键是沿空巷道顶板岩一

4、围岩”的共同承载体系，及时切断采空区侧直接层控制n]。在留巷期间，随采空区侧直接顶的冒顶，减小巷旁支护体所受载荷，从根本上增强巷道落，留巷老顶从即将破断前的极限平衡状态到断围岩稳定性。这是实现沿空留巷成功的一个重要裂失稳，再到回转下沉压实采空区的稳定状态。受关键技术。此外，在回采工作面采前后20m范围老顶剧烈活动的影响，必然引起巷道两帮(煤帮和内及时支撑直接顶，控制巷道围岩变形。巷旁支护体)的剧烈变形。而沿空留巷的围岩应力3试验巷道支护设计除与煤帮的支承压力与直接顶的载荷有关外，主要取决于规则移动带岩层中岩体取得平衡前引起巷内锚杆、巷旁锚索加强支护沿空留巷示意的附加载荷。待上区段工作面采

5、动影响趋于稳定图如图1所示。为了提高巷道顶板及煤帮自身承后，随采空区岩层的沉降和煤帮支承压力的衰减，载能力，沿空留巷巷内采用锚杆支护，巷旁采用补煤帮侧的承载能力与支承压力很快处于平衡状态，围岩变形趋于稳定状态，直至留巷结束]。由上述分析可见，沿空留巷处于采场压力降低区，其承受压力主要来自于上覆岩层自重及采空区老顶回转引起的压力。从留巷开始到留巷服务结束，巷道围岩要受上、下采区两次采动的剧烈影响，围岩变形较大，特别是靠近采空区侧顶板下沉量大于实体煤侧。留巷顶板的破断与下沉是不图1巷内锚杆、巷旁锚索加强支护沿空留巷示意图2012年第3期王丹，等巷旁锚索加强支护沿空留巷应用效果分析4l强锚索加

6、强支护。在合理确定沿空留巷充填体临点岩层破断产生的向下剪力，qi=yih为岩层自重界支护阻力研究中，孙恒虎等将沿空留巷顶板简集度；Mp为第m层岩层的极限弯矩；MA为岩层化为矩形叠加层板受弯折破坏的力学模型[”。根抗弯弯矩，在极限条件下，MAF；Q为巷旁煤体据实验结果和弹塑性力学理论计算结果，提出了对顶板的支承力，kN；。为松动区中心至点A距顶板载荷条带分割法[]。但其建立的沿空留巷巷离，其值为xd2；为巷旁锚索提供的支护力，kN；旁支护与顶板岩层相互作用力学模型，仅以巷道b为锚索至巷旁支护体中心的距离，m。周边煤壁作为顶板的固支点或简支点，而没有考在考虑巷旁锚索加强支护的作用下，假设切虑

7、巷帮煤体对沿空留巷顶板岩层的支撑作用。而顶岩层分层厚度相同，且各层岩层的性质相同时，华心祝教授等则考虑到巷帮煤体受采掘影响及支松动区内煤体以均布载荷的形式作用于顶板岩承压力作用，部分煤体会发生松动或破坏而影响层，均布载荷的大小选用煤体的残余抗压强度，对留巷顶板的支撑作用，提出将巷帮煤体的松动计QxQ=~xo／2时，沿空留巷的巷旁切顶支护阻力区与塑性区交界处作为留巷顶板的固支点或简支点，并建立顶板载荷条带分割法模型，如图2、3所Pm可