中厚煤層沿空留巷圍巖控制數(shù)值模擬研究.pdf

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1、2015年第4期煤炭科技No．42015C0ALSCIENCE&TECHNOLOGYMAGAZINE5文章編號：1008—3731(2015)04—0005—04中厚煤層沿空留巷圍巖控制數(shù)值模擬研究李國才(山西省煤炭工業(yè)廳防爆器材監(jiān)管中心，山西太原030045)摘要：本文以西山煤電屯蘭礦8煤為工程背景。運用數(shù)值模擬研究的方法．分析了中厚煤層沿空留巷在工作面兩次回采期間的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，并在此基礎上進一步研究確定了巷旁澆筑體的合理寬度。進一步豐富完善了中厚煤層沿空留巷圍巖控制理論．且兼具降低礦井巷道維護成本和

2、提高經(jīng)濟效益的工程實踐價值關鍵詞：中厚煤層：沿空留巷；數(shù)值模擬中圖分類號：TD32文獻標志碼：B西山煤電屯蘭礦核定生產(chǎn)能力500mt／a．屬于數(shù)值模擬模型尺寸為90．15X46m(寬X高)的高瓦斯礦井。隨著采深的不斷增大，礦井瓦斯涌出量二維平面應變模型，共有3010個節(jié)點、2898個單已成為制約該礦井安全高效生產(chǎn)的主要原因大量元。巖石物理力學參數(shù)見表1。實驗室試驗與工程實踐都表明。采用“Y”型通風方由于所建立的數(shù)值模擬模型主要是用來研究沿式是處理回采工作面瓦斯含量行之有效的方法之空留巷支護方案和確定澆筑體

3、合理寬度．所以該模一。沿空留巷技術是回采工作面實現(xiàn)“Y”型通風方型在邊界與巷道位置的各個單元疏密程度將會有所式的必要條件不同。模型邊界條件為左邊界和右邊界約束模型在X方向上的位移．下邊界約束模型在Y方向上的位1礦井概況移，根據(jù)巷道埋深和模型大小在上邊界加載載荷大西山煤電屯蘭礦開拓方式為主斜井、副斜井、副小為7．5MPa的均布載荷[卜立井聯(lián)合開拓。綜合機械化開采．掘進巷道采用全錨數(shù)值模擬方案見表2支護。18207工作面處于南二盤區(qū)左翼，與18205工表2數(shù)值模擬方案作面采空區(qū)相鄰。8煤厚度為2．33．74m

4、．平均煤方案幫錨桿數(shù)頂錨桿數(shù)方案澆注體寬層厚度3．29m，夾矸厚度為0．2～0．75m．煤層賦存編號量(根)量(根)編號度(m)穩(wěn)定。18207工作面底板標高在636～708m之間，留巷前巷內(nèi)一4’6留巷后巷旁一2?·O支護方案二57充填方案二2·5奧灰水靜水位標高為840m．水文地質條件比較復雜三68三3．02模型建立3中厚煤層沿空留巷支護方案模擬結果分析表1巖石物理力學參數(shù)3．1應力變化情況分析巖石名稱巖度泊松比艨內(nèi)角(MP圖1分別為巷道圍巖水平方向應力在無支護情O．28況下(a)和表2三種不同支護方

5、案下(b)(c)(d)的變O．22化情況。通過對圖1的分析可以得出．在巷道無支護0．21O．28條件下，由于比較大范圍的頂板、底板和兩幫都處于O．35低應力區(qū)。因此此時有高達0．685MPa的拉應力出O．21O．2現(xiàn)在頂板和底板中引起頂板和底板發(fā)生劇烈的變形O．22破壞，而在距離巷道兩幫5m之外的范圍將會處于O．280．35應力增高區(qū)。巷道圍巖發(fā)生變形破壞的范圍在運用錨