动压条件下倾斜煤层沿空掘巷的支护技术研究.pdf

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1、I一．()RUM论坛工艺动压条件下倾斜煤层沿空掘巷的支护技术研究口刘慧洁山东科技大学资源与环境工程学院王玉娇山西煤炭进出口集团恒兴煤矿(山西临汾)蔺增元中煤科工集团重庆研究院(重庆)1902N工作面是福城矿业公司9力高峰位置至煤壁的距离基本呈现稳煤北侧第2个综采工作面．西部是已定，随工作面推进不再增大。经回采完毕的1901N工作面。该工作在工作面后方采空区两侧侧向支面平均倾角1802。(a)煤体边缘处于弹性状态，最大5，煤厚承压力分布有4种典型曲线：5．1m。为满足工作面开采需求，缓解(1)单峰曲线。在工作面后方附近。采掘

2、接替紧张一，提高回采率，该矿决老顶未断裂前，为单峰曲线，如图1定采用沿空掘巷技术进行工作面布置。中曲线1所示；1902N工作面回风巷于2011年1月(2)双峰曲线～。工作面后方12(b)煤体边缘进入塑性状态，但无内应力场24日开始掘进，至2011年6月3日倍的周期来压步距的区域内，岩粱掘进完成，共用时130d。显著运动，老顶在两侧煤壁前方断由于1901N工作面老顶运动尚裂一，形成内、外应力场，为双峰曲线，未稳定，1902N回风巷在掘进期间受其采空区动压影响，变形严重。当j皙笔≤12，4(c)煤体边缘进入塑性状态，出现内应力

3、场1902N工作面回采时，其回风巷实el孵IMtI

4、嗣莱空毽图2煤体支撑力体煤侧变形较小，窄小煤柱侧(煤柱宽度为61TI)巷道变形剧烈，上帮中值向煤壁深处转移的单峰曲线，如图1上部煤体整体突出，最大可达12001有鸹≤中曲线4所示。mm，以超前工作面300ITI范围最为本工作面回采时超前支承压力分图1工作面后方两侧支承压力分布动态变化严重；工作面超前支护范围内上帮及布规律顶板泥岩垮落现象严重，巷道修复所如图1中曲线2所示：超前支承压力是煤矿长壁工作用工字钢棚腿被压弯。(3)大小双峰曲线。工作面后方面开采导致原岩应力重新分布

5、的结果。大于2～3倍的周期来压步距的区域且随着工作面推进有规律地向前移动．动压条件下支承压力分布规内，老顶在采空区触矸，其运动相对因此也称为移动支承压力。律对巷道稳定性的影响基本稳定，内应力场中应力明显下降。研究表明，当煤体上超前支承压如图1中曲线3所示；力峰值超过煤体抗压强度时，煤体边相近工作面回采时侧向支承压力(4)峰值向煤壁深处转移的单峰缘进入塑性破坏状态，支承压力高峰动态变化规律曲线。工作面后方大于5倍的周期来向煤体内部转移一，煤体边缘定范围随工作面推进，支承压力高峰压步距的区域以远，老顶在两侧煤壁内出现卸压现象。

6、在这种状态下，只向煤体内深部转移。压力高峰位置至处断裂，运动趋于稳定，内应力场中要基本顶强度较高或厚度较大．运动煤壁的距离随工作面推进而缓『曼增大。应力基本不显示，煤壁外侧处于塑性时回采工作面有明显影响，端部断裂一阶段一当工作面推过定的距离后。支承压，侧向支承压力分布曲线为峰线深入煤壁前方，压力分布就会随基80矿业装备／2014—01式，选取3种方案进行对比，探究动压条件下沿空掘进巷道围岩的合理支护形式和参数。模型侧面边界施加水平位移约束，底部边界施加竖直方向位移约束。模型顶部加均布载荷9．5MPa．代表模型上部约380m

7、厚的覆岩重量，各岩层均选用摩尔一库伦模型。模拟支护方案主要对比3种支护方案的围岩控制效果。本顶岩层运动而明显变化，在基本顶参见图3。方案1(锚杆支护)断裂后形成内外两个应力场。但如果巷道顶板为完整石灰岩时，顶底该方案为福城煤矿1903N回风巷基本顶强度较低或厚度较小。则基本顶板移近量很小，表明石灰岩顶板承载道基本的支护方式，即只采用锚杆支护。端部断裂线将处于煤壁上方附近，显著能力较好；局部有泥岩伪顶，易发生方案2(打吐槲+顶帮锚索支护)运动时对支承压力分布和回采工作面矿冒顶；巷道无明显底鼓。该方案为新提出的支护方案，与压有

8、十分明显的影响巷道开门点往里550～860m段：(1)将顶。由于煤体单向抗原支护形式主要区别在于一～16MPa巷道压强度般为10，最大变化，上帮煤体局部产生裂隙，煤帮板锚杆替换为数量较少的锚索；(2)～50MPa范围为5，煤体支承压力分脱落掉矸，底角鼓出。泥岩较厚处顶上帮补打3条锚索，下帮补打1条铺索，布特征如图2所示。板也随之发生变形。形成矸石网兜。锚索长度4．2m；(3)将上帮和下帮锚杆长度由原来的2．2m加长到2．8rrl和动压条件下巷道围岩失稳机动压条件下巷道围岩变形机理2．6m。理分析1902N工作面回风巷从开掘

9、到报方案3(加长锚杆+锚索注浆支护)废，经历采动造成的围岩应力重新分方案3采用锚杆+锚索注浆的联动压条件下巷道围岩变形特征布过程，围岩变形会持续增长和变化，合支护形式，锚索改用中空注浆锚索，1902N工作面回采期间。超前工以受到相邻区段回采影响的工作面回其断面支护形式与方案2相同。对煤作面300m均发生