近距离下煤层轨道顺槽锚网支护设计-论文.pdf

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1、第6期山西焦煤科技No．62014年6月ShanxiCokingCoalScience&TechnologyJun．2014·试验研究·近距离下煤层轨道顺槽锚网支护设计李小ft．0(山西中新小梁沟煤业有限责任公司，山西大同037002)摘要以陈家沟煤矿近距离下10煤轨道顺槽支护设计为背景，通过数值模拟的方法，对巷道支护参数进行了优化设计。分析了该顺槽分别在掘进和采动影响下的围岩变形量、顶底板移近量、屈服破坏面积等变化规律，得出了近距离下10煤轨道顺槽合理的支护设计方案。经现场应用，结果表明，巷道在工作面开采过程中围岩移近量小，整体稳定。关键词近距离煤层；轨道顺槽；

2、数值模拟；锚网支护中图分类号：TD353．6文献标识码：B文章编号：1672—0652(2014)06—0017—03根据陈家沟煤矿煤层赋存埋深多变，加之该矿1．2煤层顸底板情况1O煤层属近距离煤层开采，其中上部9煤层已经回陈家沟煤矿10煤层位于太原组下部，上距9煤采完毕，对10煤层顶板造成了一定的破坏，导致10层3．45～9．60m，平均5．32m，其顶板为泥岩、砂质煤回采巷道支护成为支护难题。本文通过数值模拟泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩，煤层厚度1．55～3．O0试验，分析了轨道顺槽在掘进和工作面采动影响下的m，平均2．17m，含0～3层夹矸，结构简单一复杂，为

3、围岩变形量、顶底板移近量、屈服破坏面积等规律，给稳定的全区可采煤层。出了相对合理的支护设计并结合。现场观测结果，确1．3工程概况定此支护设计合理，支护效果明显。l0煤层轨道顺槽断面尺度：4m×3．5m，其中10煤层上部9煤层现已全部回采完毕，由于9煤层1工程条件分析回采巷道保护煤柱的影响，导致9煤层回采巷道围1．1工程地质条件概况岩变形严重，给安全生产带来了一定的影响。因此，井田位于鄂尔多斯聚煤盆地东缘的河东煤田中这种特殊条件下回采巷道支护参数的确定成了亟待段东边缘。井田大部分被黄土覆盖，基岩零星出露。解决的问题。井田内发育的地层由老至新有：奥陶系中统峰峰组，2数

4、值模型石炭系中统本溪组、上统太原组，二叠系下统山西组、2．1支护参数下石盒子组及上统上石盒子组，上第三系上新统，第根据现场地应力情况、煤层开采状况及理论计算四系中上更新统的地层。该井田总体有1条单斜构确定10煤层轨道顺槽锚网支护参数。顶锚杆用d20造，在此基础上发育次一级的宽缓褶曲，地层倾角2。mm×2500mm的高强度螺纹钢锚杆，间排距900～8。。4煤层中部发现1条长约850m，南北向展布mm×1000mm，帮锚杆用d20mm×2200mm高强螺的煤层冲刷带，井田内未发现断层及陷落柱。在生产纹钢锚杆，间排距950mm×1000mm；锚索用d17．8中，应注意隐

5、伏断层和陷落柱，以防透水事故的发生。mm×8200mm的高弹性低松弛度钢绞线，问排距井田内未发现有岩浆岩侵入，构造为简单类型。1800mm×3000mm。设计方案见图1。收稿日期：2014—04一l1作者简介：李小利(1972一)，男，山西天镇人，1995年毕业于山西矿业学院，工程师，主要从事煤矿开采技术方面的工作fE—mail)pny123456789@163．corn山西焦煤科技2014年第6期层埋深分别为200m、300m、400m和500m四种情况下的围岩稳定性。煤层覆岩重力按照均布荷载施加在模型上部边界。模拟时，先开挖9煤层回采巷道，再开采9煤层工作面，

6、之后先开挖10轨道顺槽，然后开采1O煤层工作面，同时在轨道顺槽距工作面煤壁前方120m处断面上，沿巷道顶底板中央、两帮腰线处和锚杆锚索锚固高度位置布置位移测点，记录工作面顺槽掘进、工作面回采过程中顶底板、两帮位移的变化规律j。3模拟结果分析图1轨道顺槽支护设计示意图3．1掘进期间围岩移近量2．2煤层参数掘进期间工作面轨道顺槽在不同埋深时顶底板、根据陈家沟煤层井田内钻孑L资料、煤层综合柱状两帮移近量见图3。图及实验室物理参数测定结果，对数值模型赋相应的物理参数。gg2．3模型的建立工作面轨道顺槽计算模型见图2。图3轨道顺槽围岩移近量随埋深的变化由图3可以看出，随着埋

7、深的逐渐增加，围岩移近量也在不断加大，在埋深500m条件下，工作面掘实体靶回煤艇工进期间，轨道顺槽的顶底板移近量为90．56mm，两帮藿暴移近量为112．95mm，围岩移近量相对较小，表明在一器顺槽掘进期间围岩是稳定的。3．2采动对围岩移近量的影响III顶板岩层1．12I不同埋深10煤轨道顺槽测点处顶底板、两帮移。!：近量随工作面推进的变化计算结果曲线见图4，5。lF—i厕—180150g120图2轨道顺槽计算模型图10煤轨道顺槽沿10煤层底板掘进，断面尺寸：01209060300宽×高=4m×3．5m，由于对称性，各模拟回采工作工作面煤壁距测点／m面长度的一半分

8、别取75m