坚硬顶板煤层大巷低密度高强稳定型支护技术-论文.pdf

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1、』珊圜圈山西煤炭SHANXICOALVo1第34卷第5期2014~-5,EJ．34No．5May．2014文章编号：1672—5050(2014)05—0026—04DOh10．3969／j．issn．1672-5050．2014．05．008坚硬顶板煤层大巷低密度高强稳定型支护技术毕忠强L(1．太原理工大学矿业工程学院，太原030024；2．晋煤集团成庄矿，晋城048000)摘要：根据地应力测试原理，成庄矿15号煤大巷选取具有代表性的测试地点，对其应力、围岩强度、围岩结构等基本地质力学参数进行确定；在此基础上运用数值模拟进行地应力、围岩强度对巷

2、道围岩稳定性影响分析：结合锚杆支护设计原则，并针对成庄矿15号煤坚硬顶板的特点，时煤层大巷的支护方式及参数进行研究：提出采用低密度高强稳定型锚杆支护技术进行支护，并成功应用于回风大巷中的支护现场实践。关键词：地应力测试；数值模拟；坚硬顶板；低密度支护中图分类号：TD353文献标识码：A成庄矿于2011年开始进行15号煤的开拓工北翼泄水运输巷内，距15号煤车场绕道与运输巷交程，现正处于大巷开拓阶段，计划2014年下半年开叉口75in处。钻场断面呈矩形，锚网支护，钻场断面始首采面回采。由于l5号煤层为新开采煤层，之前宽5．4m，测站钻孔开孔处距离巷道

3、底板高3．5m，测未做详细的地质力学测试工作，巷道原支护设计是站处的埋深361m。第二测站位于北翼泄水巷行人暗按采矿设计手册理论分析、结合工程类比法设计，巷斜井，巷道断面呈矩形，巷宽5．4m，测站钻孔开孑L处道支护的合理性较差。根据已有地质钻孔揭露显示距离巷道底板高3．5m，锚网支护，测站处的埋深36115号煤直接顶板为石灰岩顶板，又据晋城矿区其它m。每个测站布置两个测孑L，钻孑L直径均为56mm；顶煤矿对l5号煤石灰岩坚硬顶板时的经验，很有必要孔深度25m左右，铅垂布置；煤帮孔深度10ITI左右，对15号煤层进行详细的地质力学参数测试工作，以要

4、求与水平方向有3。～5。夹角，使水能顺利流出，对15号煤层大巷支护设计提供所需的基础参数，实避免水的润湿作用影响煤体强度的测试结果。现合理的支护参数设计，保证巷道安全、节约支护成经对成庄煤矿l5号煤两个测站进行现场地质本和提高掘进效率。力学测试，并对测试数据进行，整理和分析可得如下结论：1)第一测站最大水平主应力8．75MPa，最小水1围岩地质力学参数的测试平主应力4．65MPa，垂直应力8．55MPa；第二测站最经对国内外地质力学测试理论、方法、仪器的相大水平主应力10．44MPa，最小水平主应力5．54MPa，关参阅，确定利用SYY一56型水

5、压致裂地应力测量仪垂直应力8．49MPa。根据相关判断标准，定义测试区的方法进行地应力测量；利用WQCZ一56型钻孔触探域地应力场在量值整体上属于低应力值区域。两个仪的方法进行围岩强度测量；采用小孔径全景钻孔测点最大水平主应力均大于垂直主应力，属于窥视仪的方法进行围岩结构观测。o'H>o->型应力场。成庄矿测站最大水平主应力方选择地应力测站应避开大的构造带和巷道群，向分别为N42。W和N34。w，初步判断测区最大水测站处的顶板应相对完整；根据施工巷道的长度，测平主应力方向大致为NNW向。2)第一测站顶板以上站问应保持一定的距离，通风、水、电和运输

6、系统必010m为石灰岩，岩层整体完整性较好，岩层强度平须完备，巷道高、宽应满足打钻要求等原则。项目组均值ll3．7MPa；第二测点顶板以上0～10m为石灰成员经与矿方领导及技术人员研究，决定在成庄煤岩，裂隙发育，岩层测试曲线波动范围相对较大，岩矿l5号煤已掘大巷中布置两个测站：第一测站位于层强度平均值109．98MPa；测站处的l5号煤层，煤体收稿日期：2013-11-29作者简介：毕忠强(1965一)，男，山西晋城人，在读工程硕士，从事采矿技术I：作。26山西煤炭第34卷第5期保主动承载效果。4)针对l5号煤层直接顶为强度高、大巷掘进期间的变形

7、。完整性好的坚硬石灰岩顶板，地应力场为低应力值3025区域可适当降低巷道的支护密度，顶板支护密度降暑2O删l5低的幅度大于帮部支护密度降低幅度可在保证顶板105足够的支护强度，并增强帮部锚杆的支护强度，达到0控制巷道围岩整体变形效果。表1高强螺纹钢锚杆的力学性牌号公称直径屈服强度抗拉强度伸长率6／ram／MPa，MPa／％30g26BHRB33516～2233549018基221BHRB4o016～2240057018BHRB50016～25500670l82BHRB600l6～25600800l8喜塞喜塞霉塞至霉至霉至喜塞喜萋霉塞雾塞喜耋塞喜塞

8、霉耋喜耋喜塞蓦耋霉耋霉塞盘2竺22竺曼2=222224现场试验舄再昌昌1)支护方案。锚杆采用BHRB500材质、杆体为22ram左旋无纵