罐式墩柱在大宁煤矿顺槽瓦排巷支护中的应用.pdf

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1、llI匿困豳山西煤炭第34卷第1期2014年1月SHANXICOALVoI．34No．1Jan．2014文章编号：1672—5050(2014)0l一0059—04DOI：10．3969／j．issn．1672—5050．2014．01．023罐式墩柱在大宁煤矿顺槽瓦排巷支护中的应用王会兵，刘文涛(1．山西华润大宁能源有限公司，山西晋城030052；2．万浦投资(中国)有限公司，山西晋城048000)摘要：采用三巷布置的综采工作面，中间瓦斯排放巷由于受双侧采动影响，巷道变形量大，简单采用锚网索一次支护，巷道维护较为困难。大

2、宁煤矿引进澳大利亚罐式墩柱对中间瓦斯排放巷进行了二次支护试验。该墩柱在该矿动压巷道使用后，较传统的木垛相比，墩柱在控制巷道变形及回采期间的稳定性等方面取得良好的效果，罐式墩柱高承载力、恒阻让压等特点，为综采工作面动压巷道的有效二次支护提供了可供借鉴的经验。关键词：罐式墩柱；动压巷道；二次支护；恒阻让压中图分类号：TD353文献标识码：A1工程概述的特殊地质条件的限制，此前，在我国罐式墩柱没有应用的先例。罐式墩柱应用实例，见图1。煤矿综采_丁作面顺槽在采动影响条件下的支护问题一直是采矿界的难题。由于受工作面回采的影响，上覆岩

3、层发生应力转移和叠加，顺槽所承受的集中动载荷一般为静压条件下的2～3倍，该载荷作用具有长期性和冲击性特点。而且，在动压条件下，巷道的应力环境变得复杂，既有双重叠加的垂直应力，又有增加的水平应力。采用锚网索支护的顺槽，在经过动载影响以后，一般会出现巷道变形量大，刚性支图1罐式墩柱应用实例护体折断失效、底鼓量大等问题，严重者甚至会出现罐式墩柱具有以下几个主要力学特性：冒顶事故。在动压巷道支护中，传统的二次支护主要①高承载力：当墩柱直径为915mm时，最大垂为架设钢梁棚和打木垛，这种方式既浪费木材，支护直承载能力可达250t。在

4、垂直变形量达到原高度的效果又不理想。大宁矿在综采瓦斯排放巷使用一种50％时，仍能保持该承载能力，不发生大的降低。新型墩柱，为动乐巷道支护途径提供借鉴。②恒阻让压：墩柱在支护过程中，当巷道围岩的2罐式墩柱及力学特性压力超过墩柱的极限载荷时，墩柱产生压缩变形，由罐式墩柱是用特种矿用泡沫状无机材料充填在于受内部材料的吸能和墩柱铁质外皮产生的约束围铁质罐状容器内的柱状承重构件。墩柱的直径一般压，墩柱在压缩的同时，能够继续保持较高的承载能在600～900mm之间，高度一般为巷道的高度，在力。由于墩柱的恒阻作用，支护体对顶板围岩的承载

5、2．5～3．5n-i之间，单件重量在1．7t左右。由于具有重一直保持在一个较高的数量级。这样，不仅可以有效量相对较轻、承载能力大、支护面积大、具有较大的减小顶板的下沉量，同时由于墩柱的压缩，有效地保柔性等优点，在美国、澳大利亚等先进采煤国家，罐护墩柱自身的稳定，不至于发生墩柱由于过载而爆式墩柱已广泛用于沿空巷道二次支护、交岔点补强裂失效或插入顶底板失去支护能力。图2给出墩柱支护、巷道停采维护以及窄煤柱护巷方面。由于受巷在受垂直压力：水平推力=2：1的状态下的载荷一道断面、井下辅助运输条件、安装机具以及我国煤矿位移曲线，从中

6、可以看到，墩柱在0～1．5cm位移期收稿日期：2o13—08—21作者简介：王会兵(1978一)，男，山西晋城人，工程硕士，工程师，从事煤矿采掘技术研究。Q山西煤炭第34卷第1期问，支承载荷急剧升高，达到110t，随着压缩量增固等方式，但由于木垛本身整体结构稳定性差，受压加，其承载能力保持恒定，在1．5～70em的范同，承后承载能力急剧下降，支护效果并不理想。载力一直保持在90～150t之间。厚度单轴抗地层柱状岩性压强度岩性捕述l∞l厂—ll／m／MPl柏；；I2I)-{{j霉鹭灰黑色或黑色，泥质结I∞泥岩8．535．8构

7、，水平层理发育，中厚yl÷坦舳譬旨墨墨层状，岩性较软，含少量糕60{ll植物化石碎片}■■■■一柏蕾蕾函2o；}f【】j深灰色或厌黑色。块状0细砂岩1．3475．5结构，局部水平层理发r●'一育，完整性和稳定性较女『0lO30405‘，HI70■■■■_■●■一缩量／em■■■■_灰黑色，粉粒砂状结构，图2墩柱垂直及水平承载能力测试结果西嗣焉砂质泥岩1．4842．5水平层理发育，颗粒分蛊=选好，牛坚硬③抗水平推力：由于墩柱的整体性比较好，具有灰黑色或黑色，泥质结泥岩0．3724．5构，水平理发育，中厚很强的水平变形承载能力

8、，当巷道顶底板产生水平组层状，岩性较软移动导致墩柱重心位置偏移量达50％时，仍能保持垂直方向的重心，保持较高的承载力和结构稳定性。■3号煤4．515．7黑节色理发，层育差状断口，内生④对底鼓的控制：通过使用墩柱对巷道的二次璺-孽尊灰黑色，质软，泥质结泥岩2．7524．5构，层理发育，含植物根音拳∞系化亓