沿空掘巷围岩控制技术研究.pdf

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1、总第151期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2012．03．003沿空掘巷围岩控制技术研究申骏超(中国矿业大学矿业Z-程学院，江苏徐州221116)摘要：沿空掘巷技术是我国煤炭行业发展高效、绿色开采体系中重要的组成部分，对于提高采出率、减少煤炭损失等意义重大。文章中分析了沿空掘巷的矿压显现及覆岩移动规律，通过对沿空掘巷相关体系的模拟分析，对其稳定性做了进一步阐述。关键词：沿空掘巷；围岩活动规律；矿压显现；支护体系；数值模拟中图分类号：TD263．2文献标识码：A文章编号：1005—2798(2

2、012)03—0006—03ResearchofAlongGoafRoadwayControlTechnologySHENJun-chao(MiningEngineeringInstituteofChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract：hisoneofimportantconstitutepartofdevelopinghighefficiencyandgreenminingsysteminalonggoafroadwaytech

3、nology，ithasgreatsignificancetoimproverecoveryrateandreducecoalloss．Thispaperanalyzestheruleofminepressureandmovementrules，throughsimulationanalyzesofalonggoalroadway，elaboratedthestabilityfurthermost．Keywords：alonggoafroadway；surroundingrockactivitiesinlaw；mine

4、pressureappeared；supportingsystem；numericalsimulation全国绝大多数煤矿回采巷道长期以来，一直沿进巷道会破坏原有平衡，围岩应力重新分布(图2中用留宽煤柱的方法维护。护巷煤柱宽度留设过大，应力曲线2)，煤柱强度急剧降低失去承载能力，并导致采出率低，损失大量煤炭资源。因此，研究工作向巷道方向强烈位移。围岩应力重新分布(图2中面无煤柱开采或最大限度减少护巷煤柱损失量，对应力曲线2)，在煤体一侧会出现新的破裂区、塑性提高采出率具有重要意义。区，支承压力向煤体深部转移。因此，掘进

5、巷道时，围岩会产生明显变形，表现为两帮移近、顶板下沉和l沿空掘巷围岩活动规律底板鼓起。1．1沿空掘巷顶板破断规律上区段工作面回采结束后，采空区上覆岩层垮落，老顶在采空区边缘发生断裂，形成“O—X”破断。工作面不断向前推进，老顶周期破断，在工作面端头破断，形成弧形三角块(如图1所示)。直接顶岩层跨落后，老顶弯曲下沉向采空区倾斜。沿工作面倾向，岩体A、岩块B、岩块C组成铰接结构。岩块B对沿空巷道上覆岩层结构的稳定起重要作用，块体下B的回转变形对下方巷道围岩具有重要影响。1．2沿空掘巷矿压显现规律图1采空区上覆岩层结构示意沿

6、空掘巷中窄煤柱护巷指巷道与采空区之间保对于综放工作面沿空掘巷而言，由于煤层采放留3～5m宽的煤柱，待采空区岩层活动结束，采动厚度大，冒落矸石和剩余浮煤难以充满采空区，老顶应力趋于稳定后掘进巷道，沿空掘进的巷道位置处下沉并在采空区边缘发生断裂，煤体上的顶板弯曲，于残余的支承压力峰值下(图2中应力曲线1)。掘并以一定角度向采空区倾斜，侧向支承压力向煤体收稿日期：2012-01—10作者简介：申骏超(1986一)，男，在读山西长治人，在读硕士研究生，从事煤矿绿色开采方面研究。62012年3月申骏超：沿空掘巷围岩控制技术研究第

7、21卷第3期内转移，在顶板弯曲下沉、支承压力转移过程中，边设计巷道宽X高=3．6m×3．0ITI，采空侧与巷缘煤体被破坏，形成一定厚度的破碎区，煤柱承载作道间留5m窄煤柱护巷。巷道沿煤层底板掘进，选用较小，同时，在煤体边缘一定范围内形成应力降低择锚网索联合支护，基本支护方案，如图3所示。区，为沿空掘巷创造了有利条件。，、1、，、羞＼～，～．!l／／I融l_■I-¨一一l—TVI1一掘巷前的应力分布；2一掘巷后的应力分布；l一破裂区；Ⅱ一塑性区；Ⅲ一弹性区应力增高部分；Ⅳ一原岩应力区图2窄煤柱护巷引起煤帮应力重新分布图3

8、巷道支护示意2沿空掘巷高强度预应力支护体系1)顶板支护。顶板锚杆为D20mmx2．1锚杆支护原理分析2400mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆，间排距为800mm根据煤巷围岩变形、破坏特点，进行合理支护设×800mm，配套120mm×120him×10mm高强度计。锚杆锚固煤体后，可大幅度地提高其强度、弹性托盘。每根锚杆采用1节MSK23／