柳湾煤矿南翼胶带巷支护参数优化技术研究.pdf

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1、能源技术与管理2013年第38卷第5期48EnergyTechnologyandManagementVo1．38No．5doi：103969／j．issn．1672-9943．201305019柳湾煤矿南翼胶带巷支护参数优化技术研究李龚，李茂云，王琳琳(山西省煤炭建设监理有限公司，山西太原030012)[摘要]针对柳湾煤矿南翼胶带巷所在区域溶洞发育、小煤窑破坏严重、巷道受损变形严重的实际情况，利用FLAC。数值模拟软件模拟不同支护条件下巷道位移变化和应力分布情况，优化该胶带巷的支护参数，并对支护效果进行现场观测，综合确定了适合该巷道锚网索联合支护技术，有效控制了

2、巷道围岩变形，保证了矿井安全生产。[关键词]胶带巷；数值模拟；参数优化；支护[中图分类号]TD353[文献标识码]B[文章编号]1672-9943(2013)05o48_O31工程地质概述2现有支护状况分析柳湾煤矿南翼胶带巷为准备巷道，承担着交目前，由于该巷道附近小窑采空区较多，区域子里盘区南翼各采掘工作面和硐室的回风、主要地质状况复杂，巷道围岩破坏情况严重，导致现有运输任务，巷内铺设胶带输送机，服务时间较长。的支护方式和参数难以有效控制巷道围岩的变形区域地表位置位于三河口村东南部，地表标高1和破坏，不能保证南翼胶带巷所担负的南翼各采040．8～1142．7m，

3、大部为黄土所覆盖，沟谷纵横。掘面和硐室的回风、运输任务，建议采取有效措该面南翼胶带巷从北向南掘进总体呈背斜构造，施，因地制宜地选择合理的支护方式和支护参数，轴部位于交子里胶带巷开口向南约230m，轴向消除目前巷道支护中存在的安全隐患，保证矿井约N40。，再向南掘进的500m呈单斜状变化，由的正常安全生产。北倾向南，煤层倾角1~-4。，属近水平稳定煤层。3支护参数优化设计巷道所在区域内主要含水层为9煤顶板K2灰岩，厚约5．0m，致密坚硬裂隙溶洞发育，为富含为了改善巷道破坏情况，优化支护形式和支水层。另外据小煤窑监管科提供资料，在南翼胶带护参数，通过选用FLAC如数

4、值模拟软件建立的数巷北部分布有曾采9煤的三河口小窑，东南部及值分析模型，对南翼胶带巷模型进行数值计算，分南部分布有曾越界开采9、10、11煤的王才堡和析不同支护形式和参数下巷道的变形破坏情况，马圈沟小窑，其破坏范围较大。目前南翼胶带巷采综合确定巷道的支护参数。用矩形断面，巷道净断面4mx3．6m，采用锚网索3．1FLAC∞模型联合支护方式。巷道所在位置如图1所示。所研究的南翼胶带巷所在的煤层倾角平均2。左右，属近水平稳定煤层，埋深一般为300m左右，伪顶为0．3m左右的黑色页岩，性脆，老顶为5．6m左右的K2灰岩，致密坚硬，裂隙溶洞发育，充填方解石脉，抗压强度9

5、40kg／cm，底板为灰白色高岭土泥岩，性脆，有遇水变软膨胀之特性，易底鼓，抗压强度147kg／cm。按照巷道净断面4mx3．6m建立数值模拟模型。3．2不同支护参数下的结果针对以往经验和概况设计以下几种方案：方案1、顶锚杆的问排距为900minx1000mm、帮锚杆的间排距为1000mmxl000miD_、锚杆长度图1胶带巷位置关系图2200him，锚索沿顶板中线布置，间距为2000nllTl、能源技术与管理2013年第38卷第5期50EnergyTechnologyandManagementV01．38No．5表1三种支护方案位移量对比2000mm。(3)帮

6、锚杆布置。两帮采用22x2400mm的左旋无纵筋螺纹钢锚杆，两帮锚杆每排各打4根，间排距为1000minx1000mm，上下2根锚杆距顶底板300mm且倾角为15。，帮锚杆配合直径110mm、眼径20mm的铸铁铁饼及MSK3537由表1可以看出，方案3对两帮移近量和顶型锚固剂支护，帮锚杆施工滞后工作面2m打底板移近量的控制上都优于方案1和方案2。方设。案3的两帮移近量是方案1的77．8％，是方案25支护效果分析的92．2％；方案3的顶底板移近量是方案1的78．1％，是方案2的90．3％。由此初步确定锚杆、锚为了监测南翼轨道巷支护参数优化后的效果索的支护参数选用方

7、案3的组合结果。以便随时调整，沿南翼轨道巷布置2个观测站定期监测该断面处巷道的两帮变形量和顶底板变形4巷道支护参数确定量，连续观测52d并记录监测数据，将观测点的根据以上分析结果，综合确定柳湾煤矿南翼顶底板移近量和两帮移近量汇总统计如图7所胶带巷采用锚网索联合支护的具体支护参数如图示6所示。∞鲁∞∞∞∞舯∞∞0盛吲中r图7巷道围岩位移量及变形速率由图7可以看出，监测点1和监测点2总体趋势相同，两帮变形量大于顶板下沉量，且两帮初期变形速率大于顶底板初期变形速率。观测初期，巷道两帮变形较快，36d之后巷道基本趋于稳图6南翼胶带巷断面支护示意图定，最大变形量在175m

8、m左右；巷道顶底板移近(