丰汇煤矿综采工作面顺槽变形机理与支护设计研究.pdf

《丰汇煤矿综采工作面顺槽变形机理与支护设计研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第33卷第6期V0I．33NO．62013年6月山西煤炭SHANXlMEITANJun2013文章编号：1672—5050(2013)06—0043—03丰汇煤矿综采工作面顺槽变形机理与支护设计研究孔凡伟(山西昔阳丰汇煤业有限责任公司，山西昔阳045300)摘要：丰汇煤矿15101回采工作面，受采动的超前影响及侧向支承压力影响，工作面顺槽易产生严重变形；针对此问题提出了“两帮采用短锚索带支护+顶板锚索带网支护+底板注浆+辅棚”的综合支护方案。实践表明：这个方案能够解决采动影响造成巷道变形严重的难题，为矿井的安全生产提供

2、了保证技术支持。关键词：顺槽变形；变形机理；支护方案中图分类号：TD355文献标识码：A丰汇煤矿15号煤层的层理、裂隙发育，性脆、易碎；表1煤层顶底板情况表顶底板软弱破碎，易冒顶；底板多发生遇水膨胀性底鼓。顶、底板岩石名称厚度／m特征15101工作面是该矿井西翼南采区的首采面，回采过程基本顶中砂岩8．0灰色厚层状，下部粒度较细，为粉中发生两次冒顶事故，工作面顺槽及尾巷变形严重，底砂岩或细砂岩直接顶砂质泥岩6灰色，到灰黑色，厚层状。局部含鼓量达1．2m；不仅给煤矿生产带来较大威胁，而且严重．9一条煤线增加资源回采成本，如

3、何选择安全经济的支护方式成为直接底泥岩7灰色到黑色，含三到四层煤线，上．0部为块状泥岩迫切问题。15101工作面顺槽及尾巷都是沿煤层顶板掘，下部为薄层状泥岩基本底k1砂岩12灰到灰白色中粒砂岩，上部粒度较进，顶板岩性为泥岩，底板为2～3m的煤层，属于高应力细为粉砂岩软岩巷道。近年来，我国研究高应力软岩巷道支护问题前影响及侧向支承压力影响所致。取得可喜进展，很多矿区积累了些成熟经验。2．1受工作面采动超前影响的矿压观测1工程概况1)巷道表面位移观测。在现有15101工作面上、下顺槽各布置4个表面位移观测站，测站1距当前工

4、作面15101工作面开采15号煤层，上距K2灰岩18m，位置60m，测站间距50m。测站安设表面位移监测断煤层厚度4．25～5．85m，平均4．97m，含0～3层泥岩。工面，通过观测和计算得到：底板移近量、顶板下沉量、底作面走向长1200m，倾斜宽150m，煤层倾角0～11。，鼓量、两帮移近量、帮位移量。平均5．5。，平均埋深350m。工作面采用综合机械化放2)侧向垂直应力分布特征观测。在15101工作面前顶煤采煤方法，割煤高度2．6m，放煤高度2．37m。工作方的联络巷位置，沿侧向布置钻孔应力计，监测煤体应面运输顺槽

5、、轨道顺槽、尾巷3条巷道均沿煤层顶板布力变化。置，煤层顶底板情况，如表1所示，由于属于高应力软岩3)矿压观测结果：通过现场矿压观测、理论分析、综巷道，维护困难。巷道原设计采用锚网带支护，矩形断合分析可得：a．15101工作面走向支承压力影响范围面，运输顺槽净宽4200mm，回风顺槽净宽4000mm，70—80m，走向采动影响范围40～50m．b．15101工作面净高均为3000mm；锚杆间、排距均800×800mm，顶锚侧向支承压力峰值到采空区的距离约30ITI，侧向0～13杆规格20×2000mm、帮锚杆规格18X1

6、800mm、m为低应力区。c．采动影响下巷道围岩的变形特征与围全螺纹钢锚杆。岩条件有关，例如：巷道顶底板为硬岩时，巷道变形主要2矿压观测和支承压力估算表现为帮鼓，巷道底板为软岩时，巷道变形主要表现为15101工作面顺槽和尾巷变形严重，是受工作面超底鼓收稿日期：2013—04—11作者简介：孔凡伟(1972一)，男，山东曲阜人，大学本科，工程师，从事煤矿生产管理工作。山西煤炭SHANXlMEITAN第33卷第6期2．2支承压力估算下沉，支护不合理的情况下，极有可能发生冒顶事故。1)侧支承压力的理论计算。采空区一侧煤体的侧

7、向2)较大的垂直应力作用下，巷道肩角承受的剪应力q=支承压力算式为：作用，造成I岩I-l体，lI剪-I胀扩容，巷道的肩窝处首先成为应力=：△+q．释放区，从w而造t成l两帮移近。an式中：应力增量△等于采空区上方各关键层悬露部3)较大的垂直应力通过巷道顶板岩层，传递给巷道分传递到一侧煤体上的压力之和，即△o-=．,yAo-i；△o-i两帮。两帮在较大的垂直应力作用下，发生挤压扩容，即为第i层关键层悬露部分传递到一侧煤体上的压力，发生大变形。i=1～n；n为采空区上方关键层的个数。第i个关键层传4)较大的应力通过巷道两帮

8、传递给底板，造成底板递到采空区一侧煤体的应力增量为：滑移，从而产生底鼓。底鼓出的岩石一部分来自底板，另一部分来自两帮，随着底鼓量的增大，两帮实际厚度缩o'~xtanct／Hi(O≤