底抽巷合理位置及围岩支护技术研究.pdf

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1、能源技术与管理2011年第6期doi：lO．3969~．issn．1672-9943．2011．06．014底抽巷合理位置及围岩支护技术研究杨国和，柏建彪，李磊(1．河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454003；2．平宝煤业有限公司首山一矿，河南平顶山467000；3．中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州221008)[摘要]以首山一矿己12050工作面运输巷底抽巷为研究对象，通过FLAG30研究分析底抽巷内错布置、外错布置对巷道围岩应力分布及变形效果的影响，综合考虑瓦斯抽放孔施工的难易，确定底

2、抽巷采用内错布置。提出运用高强度高预紧力让压锚杆、锚索以及底角锚杆支护技术控制底抽巷围岩变形。现场使用效果表明，采用内错布置和上述支护技术有效控制了巷道围岩变形。[关键词]底抽巷；内错布置；外错布置；高强度高预紧力让压锚杆；底角锚杆[中图分类号]TD353[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2011)06一O034—03地层倾角为10。，工作面位置关系如图1所示。0引言广,s-1203ffll,：~12o30工作面Il电12o5o~@己回风瓦斯突出多数发生在煤巷掘进头，统计数据下山显示占所有突出次数的70．2

3、％，煤巷掘进过程中＼己l5—12050风巷底抽巷，己。二Q!Q鲞12050工作面频繁的突出成为制约矿井安全的主要因素]。通过底抽巷向采掘区域施工抽采钻孑L，预抽采掘进迎头瓦斯，降低掘进范围内的煤与瓦斯突出危险，¨⋯。。。＼基亘塞底{膀12070工作面对于煤巷的安全快速掘进具有重要作用。底抽图1己，s-12050采掘工程平面图巷为上、下两个工作面回采巷道掘进服务，经受多试验巷道为己一12050工作面运输巷底抽次采动影响，围岩变形比较严重，维护比较困难，巷，巷道断面为梯形，宽4．7in，中线高度3．0m，在通过改变底抽巷炮掘

4、施工工艺方式、提高支护强己12050工作面底板掘进，因瓦斯抽放钻孔不度和加强顶板管理等在底抽巷围岩控制中取得了宜过长，且考虑工作面采动影响，与己煤层保持良好的效果。10ITI距离，顶板为中厚一厚层状泥岩、砂质泥岩，厂本文基于对首山一矿己12050工作面底抽值为4，其上为己煤层，较破碎，底板为深灰色巷外错布置和内错布置围岩控制效果的数值模拟泥岩，厚3．5nq，较松软厂值为3。己旷12050工作研究分析，确定了合理的底抽巷位置，并针对首山面运输巷底抽巷顶底板岩体特性如表l所示。一矿己12050工作面底抽巷底板岩体强度低，表1

5、顶底板岩体特性底鼓量比较大的特点，提出强度高预紧力让压锚杆、锚索以及底角锚杆共同作用控制底抽巷围岩变形，取得了良好的工程试验效果，可以为类似工程提供技术借鉴。1工程地质条件首山一矿己一12050工作面底板等高线标高⋯640670m，埋藏深度740—770m，工作面上部为戊。煤层，下部为己煤层，距己煤层1～2底抽巷合理位置的确定6m。该工作面位于已二采区东翼上部第三个区段，东至采区边界，北面为己一12030采面，南为2．1数值计算模型己12070采面，施工方位为224。，采高3．0m，考虑瓦斯抽放钻孔不宜过长、抽放效果以及

6、2011年第6期杨国和，等底抽巷合理位置及围岩支护技术研究35底抽巷维护等因素，现有两种底抽巷布置方式，一应力环境，对巷道维护极为不利。内错布置时，底是外错布置：与己。一12050工作面运输巷水平距抽巷两帮应力集中程度较低，左帮应力集中系数离20m；二是内错布置：与己12050工作面运为0．95，右帮应力集中系数为1．1，与外错布置相输巷水平距离20m。具体位置关系如图2所示。比，应力峰值靠近巷帮表面，塑性区范围相对较小，内错布置底抽虽经过一次采动影响，围岩变形相对较大，但因服务周期长，此后，底抽巷一直处于较易维护的应力

7、环境中。2．3确定底抽巷位置内错布置围岩变形除底鼓量较大外，其余基本与外错布置相近，但因底抽巷要为两个工作面回采巷道掘进服务，服务周期较长，相当长时间内，外错布置底抽巷一直处于高应力环境，围岩持图2底抽巷的内错布置和外错布置续变形，而内错布置底抽巷经过一次采动影响后，采用FLAC，o进行数值模拟，模型大小为160m×围岩处于低应力环境，较易维护，己一12070工作60m×69m(长×宽×高)，单元总数为176400。面后，外错布置底抽巷又经受一次采动影响，围岩该模型侧面和底面限制水平移动，上表面为应力变形量极大，而内错布

8、置则基本不受影响。因此确边界，施加荷载18．25MPa为模拟上覆岩体自重，定合理的底抽巷布置为内错布置，底抽巷距离侧应力系数1．2，材料符合摩尔库伦模型，岩体力己煤层10m，与己一12050工作面运输巷水平学参数如表2所示。距离20m。表2岩体力学参数3底抽巷围岩控制技术内错布置底抽巷经过一次采动后，顶板变形比较严重