大断面巷道围岩控制技术研究.pdf

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1、2015年第40卷第5期能源技术与管理V01．40No．5Ener~TechnologyandManagement101doi：lO．39696．issn．1672—9943．2015．05．038大断面巷道围岩控制技术研究赵中印(山西省金源达煤业有限公司，山西临汾041000)[摘要]1301工作面两回采巷道为大断面巷道，变形速度快，支护效果不够理想，顶底板和两帮变形速度和位移量都非常大。数值模拟分析了回采巷道围岩变形规律，分析结果表明：随着应力增高系数的增加，煤巷顶板下沉量和两帮移近量加剧，尤其是底板拉应力塑性区较大。巷道宽度一定时，随着巷道高度的增加，顶底板的塑性区保持不变，两帮塑性区

2、增加，采取锚网索优化设计后，巷道围岩变形得到有效控制。[关键词]大断面；数值模拟；塑性区；锚网索[中图分类号]TD353[文献标识码]B[文章编号]1301工作面两回采巷道变形速度大，支护效果不0引言够理想，顶底板和两帮变形速度和位移量都非常某矿为了提高放煤效果和采出率，加大工作大，而且有一定的底鼓。这是锚网带索支护方案设面过风断面，同时要解决通风与瓦斯问题，巷宽增计不合理造成的。至4．56．0m，相应的回采巷道断面也增加到182回采巷道围岩变形破坏数值分析20m甚至更大。并且采高也越来越大，有逐步向大采高综放开采的趋势发展。采高的增大必然导本次数值模拟主要是运用美国Itasca公司推致回采

3、巷道煤帮高度增大，形成高煤帮、大断面巷出的离散元软件UDEC3．1(UniversalDistinct道。巷道高度加大，显著影响煤帮的稳定性与变ElementCode)。根据巷道形状，巷道尺寸按宽形，进而影响整个巷道围岩稳定，给巷道支护带来5．5X高4．0m，考虑到边界效应，将模型设计为很大困难n。59mX60m的正方形平面模型，上边界载荷按采1工程概况深435m计算，模型底边界垂直方向固定，左右边1303综放工作面所采煤层为中侏罗统延安界水平方向固定。组3煤层，煤层倾角012。，地质构造简单，煤层2．1不同应力增高系数条件下煤巷围岩稳定性成单斜构造，煤层厚度变化不大，在1318．8m之为了

4、研究特厚煤层大断面回采巷道受采动影间，靠近煤层底部局部有0．2～0．6m厚的炭质泥岩响条件下，巷道围岩变形破坏及演化规律，在沿工夹矸。作面推进方向上，选取应力增高系数分别为1、1．5、1301工作面回采巷道采用锚网索加钢带支2．0、2．5的垂直应力增高区域巷道断面，设计模拟护，矩形断面，净宽5．6m，净高3．8m，净断面方案进行研究，研究的结果如图1所示。计算模型21．28m。顶板选用18X2400mm左旋无纵筋等在原有支护条件下，巷道尺寸按宽5．5mmx高强螺纹钢锚杆，锚杆间排距为800mmx800mm。4．0m设计。锚索选用15．24×8300mm，间距1800mm、排煤巷在应力增高系数

5、为1．0时，其处于稳定距3000mm，并打在钢带上。钢带规格2700mm×期间，围岩塑性区范围较小，顶板塑性区范围为280mm×10mmW型；网选用6．5mm钢筋网2．55m，底板塑性区范围为2．13m，两帮塑性区范100mmx100mm。巷道采用C25砼喷浆，厚度围各为1．66m，随着应力增高系数的增加，即煤巷100mm；铺底采用C25混凝土，厚度200mm。巷受采动影响加剧，围岩塑性区范围扩大，当应力增道位移监测结果表明：巷道受采动影响时，围岩变高系数为2．5时，顶板塑性区范围为3．79m，底板形量会急剧增大，1301回风巷顶底板围岩移近速塑性区范围为3．59m，两帮塑性区范围各为2．5

6、5m，度最大为79mm／d，总位移量为l000mm以上；两破坏特征逐渐显现出来，煤巷顶板下沉量和两帮帮移近速度最大为105mm／d，总位移量474mm。移近量加剧，尤其是底板拉应力塑性区较大。122张春萌大屯矿区超长工作面可行性分析2015年1O月Oct．，2015为采煤工作面风速，根据采煤工作面进风流的温空区防灭火管理难度大，同时违背安全规程的规度，取1．8m／s；Sol为采煤工作面平均有效通风断定[。面积，按平均控顶距计算，取14mz；K采高为采煤工6结论和建议作面采高调整系数，取1．2；K采面长为采煤工作面长度调整系数，取I．4。在保障安全与效益增长的前提下，综合考虑经计算，p采=17

7、78m3／min矿井产能、采区区段划分、采煤工作面接续、设备现矿井东一风井测定最大井底排风量为选型与投资、后续保障措施(包括采掘、机电、运3380m3／min。风井扩散口最大排风量为输、通风)等因素，目前大屯矿区采煤工作面长度3520m3／min，负压为160mmHg；现井下固定用风不宜优化到300m以上。建议充分发挥现有设备量为3200m3／min。7008工作面就需要1778m3／min能力，把工作面优化