沿空留巷围岩控制与支护技术研究.pdf

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1、煤矿现代化2015年第3期总第126期沿空留巷围岩控制与支护技术研究段贤斌(西山煤电股份有限公司西铭矿，山西太原030052)摘要通过理论分析，得出对沿空留巷围岩控制的基本原则、巷内支护技术和加强支护技术。应用FLAC3D数值模拟结合工程实践，通过对比分析，研究了加强支护对沿空留巷巷道围岩垂直应力及垂直位移的影响，得出了最佳巷内初始支护方案和加强支护方案。关键词沿空留巷；围岩控制；巷内支护；加强支护中图分类号：TD353文献标志码：B文章编号：1009—0797(2015)03—0037—03是在工作面回采阶段，受采动造成的超前支撑应力1沿空留巷围岩控制的基本原则影响，围

2、岩变形量很大，架棚支护很难适应采动阶段沿空留巷过程中巷道围岩会形成大结构和小结的围岩变形特别是在工作面后方采空区基本顶垮构，巷道上位基本顶破断后形成弧形三角块，弧形三落，由于架棚支护属于被动支护，不能提高围岩破碎角块最终在实体煤帮、采空区冒落矸石和采空区已区和塑性区强度，对大结构适应性差，对小结构的维断裂基本顶的共同作用下形成稳定的“弧形三角块”护性也较差，造成沿空巷道大量的变形，这将导致本结构，即“大结构”[11，沿空巷道位于大结构下部，处于工作面回采时必须对沿空巷道进行加固和返修，增应力降低区，弧形三角块的旋转下沉属于给定变形，加了工作量和工作成本。巷道围岩及支护体构

3、成的小结构只能适应其变形，与架棚支护相比，锚杆支护属于主动支护，锚杆因而沿空留巷的关键就在于：在适应大结构的基础上网梁联合支护将巷道两帮及顶板组合成整体，通过保持巷道围岩小结构的稳定，而保持小结构的稳定锚固力改变锚固区围岩受力状态，提高围岩破碎区就必须遵循以下基本原则。和塑性区体的峰后强度和残余强度，改善其力学性1．1对巷道帮角进行合理支护能，充分发挥围岩的自承能力，控制巷道围岩变形f41。沿空留巷巷道处于应力降低区，巷道围岩高应力此外，锚杆支护能使巷道直接顶紧贴基本顶，使直接转向了煤壁深处，充填体承受的压力远小于原岩应顶和基本顶的运动步调相一致，这样就能使巷道围力，但由

4、于老顶在过渡期活动阶段回转倾斜，充填体岩小结构很好的适应大结构。在适应顶板倾斜的过程中在帮角处容易形成应力集沿空留巷巷道受到上工作面回采、回采后采空中区，充填体帮角处由于应力较大容易引起底鼓和充区顶板活动以及本工作面回采的影响，围岩变形速填体破坏，因而必须对充填体帮角进行合理支护。度快，变形量大，因而沿空巷道中的锚杆支护又与普1．2合理设计巷旁支护体通巷道中的锚杆支护有所区别，其巷内支护遵循以合理的巷旁支护体能够与煤壁和采空区矸石相下原则。互协调，适应大结构的变形，使大结构实现快速稳2．1高强度定，同时还能切断采空区侧一定厚度的顶板，为巷道沿空留巷巷道受二次采动影响，围岩

5、变形大，范直接顶提供足够的支撑力，避免巷道直接顶离层[21。围广，锚杆支护范围处于围岩破碎区和塑性区，锚杆1．3对煤帮进行合理支护支护强度较敏感，高强度锚杆支护可以大幅提高围煤帮是巷道围岩大结构的主要承载部分，同时岩的峰后强度，减少围岩松动圈进一步发展，充分发也是巷道围岩小结构的重要组成部分，对煤帮进行挥围岩的自承能力，对于沿空留巷巷道围岩变形控合理支护对于改变煤帮塑性区和破碎区的应力状制具有重要意义。态，强化围岩强度，提高承载力，维护巷道围岩小结2．2高预紧力构稳定具有重要意义。高预紧力可以充分发挥锚杆的主动支护作用，尤其是在沿空留巷顶板过渡期活动阶段能够实现围2沿空留

6、巷巷内支护技术岩高阻让压，提高围岩承载力。传统的沿空留巷巷内支护技术为棚式支护，在2．3锚索加强支护巷道掘进阶段巷道上方顶板没有较大的活动，巷道在沿空留巷中，围岩变形量大，围岩塑性区和破围岩变形量较小，因而架棚支护能够满足要求l3]。但碎区范围大，通过锚索支护可以将不稳定的围岩悬·37·煤矿现代化2015年第3期总第126期吊在深部稳定的岩层内，补充锚杆支护的不足，同时1800mm螺纹钢锚杆加托片、菱形金属网联合支护，还可进一步加大锚固区，提高锚固区内围岩整体性排距为900mmx900mm。和围岩强度。(3)锚索布置。锚索为矩形布置，一排3根锚索2．4锚杆、钢筋梯和金属网

7、联合支护以巷道中心向两侧布置，间排距1400mm×1800mm，通过锚杆、钢筋梯和金属网联合支护可有效预锚索规格21．6mm×5300mm。防顶板松动围岩冒落和煤壁片帮，同时通过钢带和(4)巷道顶板肩角处锚杆角度为60。，帮上顶部钢筋梯的传递作用还可以使锚杆受力均匀，将锚杆锚杆角度40。，采用包角支护方式。锚固区连城整体，提高锚杆的整体支护作用。其支护断面如图1所示。3沿空留巷加强支护技术IfIIIl沿空留巷巷道在工作面回采时受超前支撑压力IⅢl㈣lr———r——影响，工作面回采后在构筑巷旁充填体期间必须在采空区一定空间内进行