傾斜煤層沿空掘巷煤柱變形特征分析.pdf

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1、2015年第2期中州煤炭總第230期傾斜煤層沿空掘巷煤柱變形特征分析史亞鋒，杜厚永(河南能源化工集團(tuán)永煤公司城郊煤礦，河南永城476600)摘要：相同地質(zhì)條件和支護(hù)強(qiáng)度下的沿空巷道，由于所處位置不同，受力狀況不同，表現(xiàn)出來的巷道變形也不同。傾斜煤層內(nèi)施工的沿空巷道，較高的一幫比較低側(cè)一幫變形大得多，支護(hù)時應(yīng)區(qū)別對待。增加巷幫腰部支護(hù)，提升護(hù)表支護(hù)剛度，可以有效控制幫部鼓出量，減少對肩窩和底角錨桿的斷裂破壞。關(guān)鍵詞：傾斜煤層；沿空掘巷；煤柱變形中圖分類號：TD823．4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號：1003—0506(2015)02

2、—0064—031工程概況1．1巷道位置城郊煤礦21603工作面位于十六采區(qū)，埋深500．0～596．8m，北為十六采區(qū)膠帶下山，南至十六采區(qū)邊界，西為21602工作面(已采)，東為21604工圖1巷道布置情況作面(已采)，21603軌道巷為靠近21602工作面的沿空巷道，21603膠帶巷為靠近21604工作面的沿空巷道，工作面煤層穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，煤層厚度最大3．4m、最小0．5m，平均厚2．75m。工作面總體為一單斜構(gòu)造?，傾斜坡度4?！?2。，煤層直接頂為厚層泥巖，受采動影響極易垮落。煤層頂?shù)装鍘r性見表1，巷道布置情況如

3、圖l所示。表1煤層頂?shù)装鍘r性圖2設(shè)計初期支護(hù)斷面(1)頂板支護(hù)。頂板采用錨網(wǎng)帶支護(hù)，選用20mmX2200mm高強(qiáng)錨桿，錨桿間排距750mm1．2巷道支護(hù)情況×800mm，每根錨桿使用1支MSK2335型和1支由于軌道巷與膠帶巷均為沿空掘巷，留設(shè)的煤MSZ2335型錨固劑，設(shè)計錨固力120kN，扭矩不低柱寬均為4．8m，設(shè)計初期支護(hù)參數(shù)均相同(圖2)。于200N·m。網(wǎng)格為50mm×50mm的平焊網(wǎng)，鋼帶選用4200mm長BHW一220．2．75型鋼帶，配合120mm×240mm×10mm的W托盤和100mm×收稿日期：20

4、14—11—04作者簡介：史亞鋒(1982一)，男，河南汝州人，工程師，工程碩士100mmX8mm的托盤。在巷道頂板中心位置增加2006年畢業(yè)于河南理工大學(xué)，現(xiàn)從事采掘工程技術(shù)管理工作。1根單錨索，每根錨索使用2支MSK2335型和2支·64·2015年第2期中州煤炭第230期映了巷道表面上兩點的相對變形，直觀地反映了巷道圍巖在采動影響下的變形，是指導(dǎo)支護(hù)施工與評價圍巖穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。21603工作面加固前后不同支護(hù)段回采巷道表面位移曲線如圖6所示。’蓍·暑g舊暄鞭捌工作面距監(jiān)測點距離，m(a1加強(qiáng)支護(hù)前(h)加強(qiáng)支護(hù)后圖

5、6加固前后的巷道表面位移曲線以上觀測表明，加固后的21603工作面回采巷圖4巷道頂幫加強(qiáng)支護(hù)示意道在回采期間圍巖變形得到了有效控制，巷道圍巖整體穩(wěn)定性好，支護(hù)系統(tǒng)安全可靠。幫部受力面積，將軌道巷和膠帶巷高幫側(cè)的普通平焊網(wǎng)更換成6．5mm的鋼筋網(wǎng)，增大支護(hù)材料表面6結(jié)論的剛度，另外將2條巷道的高幫側(cè)第2根和第3根(1)相同地質(zhì)條件和支護(hù)強(qiáng)度的傾斜沿空巷錨桿換成18．9mm×5000mm長錨索，配合250道，由于所處采空區(qū)位置不同，受力狀況不同，表現(xiàn)mm×250mm×20mm的鐵托盤，每根錨索使用2支出來的巷道變形也不同，具體考

6、慮支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)該有MSK2335型和2支MSZ2335型錨固劑，設(shè)計錨固力所區(qū)別。150kN，增加幫部中間部位的支護(hù)強(qiáng)度，減少鼓幫(2)傾斜煤層內(nèi)施工的沿空巷道，較高的一幫量。膠帶巷從600m開始，軌道巷從800m開始實由于受力較大，變形較較低側(cè)一幫大得多，支護(hù)時應(yīng)施上述加強(qiáng)支護(hù)方案，提高了工作面兩巷頂板及高有區(qū)別對待。幫的支護(hù)強(qiáng)度。(3)控制頂板下沉也是控制幫部變形的一項重5實施效果分析要條件。(4)增加巷幫腰部支護(hù)，增加護(hù)表支護(hù)剛度，控在21603綜采工作面軌道巷和膠帶巷內(nèi)，布置制幫部鼓出量，可以有效控制肩窩和底角錨桿斷裂

7、若干測點(圖5)用以監(jiān)測不同支護(hù)強(qiáng)度段的表面位破壞。移量。參考文獻(xiàn)：D[1]劉長友，劉躍峻，黃炳香，等．急斜煤層防水煤巖柱的失穩(wěn)及留設(shè)[J]．采礦與安全工程學(xué)報，2010，27(3)：330—334．0[2]屠洪盛，屠世浩，白慶生，等．急傾斜煤層工作面區(qū)段煤柱失穩(wěn)C機(jī)理及合理尺寸[J]．中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2013，42(I)：6-11．圖5測點布置情況[3]劉傳安，楊京偉．煤層傾角對采動裂隙演化規(guī)律的影響[J]煤炭科學(xué)技術(shù)，2013，41(3)：51-54．(1)掘進(jìn)期間巷道變形情況。掘進(jìn)期間，現(xiàn)場[4]崔西民，

8、繆協(xié)興．條帶煤柱中的應(yīng)力分析與沉陷曲線形態(tài)研究觀測情況顯示，頂板及幫部變形基本得到控制，兩巷[J]．中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2000，29(4)：392—395．[5]胡炳南．條帶開采中煤柱穩(wěn)定性分析[J]煤炭學(xué)報，1995，20頂板下沉量控制在50mm以內(nèi)，高幫一側(cè)鼓出控制(2)：