大采高沿空留巷巷旁充填試驗研究

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1、大采高沿空留巷巷旁充填試驗研究徐州礦務(wù)局張集煤礦　　王學啟　胡仁山　孫立亞摘要　總結(jié)了9604面大采高沿空留巷巷旁充填支護的實踐。關(guān)鍵詞　大采高　沿空留巷　巷旁充填1　巷旁充填支護試驗的條件試驗的巷道是9604大采高(310～312m)面運輸平巷。該面位于東六采區(qū)二區(qū)段,風巷標高最高-502m,最低-592119m,運巷標高最高-54418m,最低-655104m,地面為+36m。工作面走向長平均855m,斜長73～145m,平均133m,傾角17～35°,平均20°。煤厚215～315m,平均312m(含0113m夾矸)。直接頂為1126m(0145～21

2、66m)的粉砂巖,深灰色。煤層老頂為10144m(6137～12170m)的中細砂巖、淺灰色。老頂冒落塊度3m以下,層厚110m以下,一般012～014m。老頂初壓步距20m,周壓步距9～10m,煤層直接底為3188m(2120～5101m)的粉砂巖,沿空留巷的圍巖,屬3類即中等穩(wěn)定巖層。煤層普氏硬度系數(shù)115(112～210)。煤層為低沼氣。水文條件比較簡單,正常涌水量10t?h,為砂巖裂隙水。煤塵有爆炸危險。煤層有自然發(fā)火傾向,發(fā)火期3個月。有沖擊礦壓危險。9604面運輸巷原支護為礦用11號工字鋼支架,上幫腿長218m,垂直于頂板架設(shè),腿窩深200mm。

3、采用塑料網(wǎng)、條枇護幫、護頂,條枇間距500mm。支架上幫凈高214m,下幫凈2高116m,頂梁凈里長215m,巷道底凈寬313m,棚距800mm。巷道凈斷面615m。9604面采用QDZ-3150B型鋁合金單體液壓支柱配HDJA-1000型鉸接頂梁支護,三、2五排控頂,排距110m,傾斜柱距017m,支架齊梁齊柱式布置,支護密度1143根?m,強度2278kN?m。上、下端頭使用四對八根長鋼梁支護。工作面最大控頂距5m,最小3m。工作面上、下出口超前40m加強支護,0～20m扶雙排抬棚,20～40m扶單排。2　巷旁支護阻力計算根據(jù)計算巷道破裂區(qū)寬度ao為21

4、62m,充填體前期臨界支護阻力P1為4172MN?m。后期P2為2135MN?m,故要求巷旁充填體的支護強度不小于418MN?m。在充填寬度為1m時,即為418MPa。又根據(jù)充填材料的3d抗壓強度可達到8168MPa。采用本礦自己試驗的充填材料,完全可滿足充填強度的要求。根據(jù)采煤進度,確定一次充填長為2m。由采高和留巷高度,確定充填高為215m。為了使充填材料能夠凝固成型,采取在原棚梁下設(shè)單體液壓支柱,在支柱上幫和推進方向一側(cè)用3木板圍之,木板厚×寬×高=0102×012×210(m)。充填支護斷面見圖1。39604面沿空留巷礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律3119604面

5、運輸平巷的巷道圍巖變形規(guī)律礦山壓力與頂板管理　1997.№3-4·153·?1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.工作面前方30m以外,巷道頂?shù)滓平俣葹?16mm?d以下,超前5～30m頂?shù)滓平俣仍鲩L到215mm?d。最大7mm?d。頂?shù)装逡平繛?8mm,占超前采動移近量的70à。強烈影響范圍為工作面前10m至面后5m,頂?shù)滓平?3mm,在超前2m處頂?shù)滓平俣冗_峰值1413mm?d。工作面推過5m后,巷旁支護形成(巷旁支護砌墻在面后3m),頂板得到控制,從-5m～2

6、0m區(qū)間內(nèi),頂?shù)滓平俣?mm?d以下。工作面后20～100m,頂?shù)滓平俣葹?16～214mm?d,移近量433mm。后100m以外,巷道基本趨于穩(wěn)定。巷道圖1　沿空留巷斷面圖總計頂?shù)装逑鄬σ平繛?53mm。見圖2。1—支柱;2—木模板;3—充填體312　巷旁支護的巷道變形規(guī)律巷旁支護后,在后20m范圍內(nèi),由于充填體旁設(shè)置了加強支護(每棚梁下設(shè)一單體柱),充填體變形量少。變形速度上下幫及兩幫分別為215-3;2-215及318mm?d。其變形量分別為58、36、32mm。由于充填體強度增加,離工作面20m處,齡期已達10d以上,有效地控制了頂板冒落。在后

7、20～90m范圍為強烈變形區(qū)間,上幫頂?shù)灼骄鶠?15mm?d,最大612mm?d,下幫頂?shù)灼骄鶠?11mm?d,最大519mm?d,水平移近平均512mm?d,最大817mm?d。充填后的巷道變形量為(20～90m范圍)上幫頂?shù)?43mm,水平265mm,最終變形量為上幫頂?shù)?36mm,下幫357mm,水平360mm。上幫比下幫多變形76mm(圖3),兩幫變形主要是煤壁內(nèi)臌引起下幫支架接口局部損壞。圖3　巷旁支護后巷道圍巖變形曲線圖2　巷旁支護前巷道圍巖變形曲線1—上幫頂?shù)?2—下幫頂?shù)?3—水平313　充填體的載荷變化規(guī)律根據(jù)埋設(shè)于充填體內(nèi)的液壓枕測量,在

8、面后20m范圍內(nèi),載荷較小,為0-0166MPa?d