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1、能源技術(shù)與管理2012年第3期doi：10．39696．issn．1672—9943．2012．03．016巷旁錨索加強支護沿空留巷應(yīng)用效果分析王丹，康繼春1，祁清平(1．河南理工大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，河南焦作454003；2．中泰礦業(yè)有限公司，河南鶴壁458019)[摘要]基于圍巖強度強化理論，通過對沿空留巷圍巖變形機理進行分析，以提高巖層自身承載能力為手段，應(yīng)用巷內(nèi)錨桿支護、巷旁錨索加強支護的沿空留巷技術(shù)，建立巷旁錨索加強支護的力學(xué)模型，求出巷旁充填體的臨界切頂支護阻力的簡化計算公式。通過實例分析，現(xiàn)場實測結(jié)果與理論計算結(jié)果基本接近。該應(yīng)用結(jié)果可為同等地質(zhì)構(gòu)造條件下，沿空留巷技術(shù)的
2、應(yīng)用提供科學(xué)的理論依據(jù)和實踐借鑒。[關(guān)鍵詞]沿空留巷；巷旁支護；錨桿支護；錨索支護[中圖分類號]TD353[文獻標識碼]B[文章編號]1672_9943(2O12)O3—00403可抗拒的采動影響因素，其變形量主要由直接頂1概況自身承載能力，煤幫及充填體共同作用。因此，第一鶴壁四礦礦井屬于煤與瓦斯突出礦井，煤層，要求巷旁支護體應(yīng)具有早期強度高、增阻速度透氣性低，煤層瓦斯抽放效果較差，工作面上隅角快等力學(xué)特性；第二，在巷內(nèi)采用錨桿支護。煤巷瓦斯易超限；且煤巷掘進速度慢，工作面準備的時錨桿支護可以改變圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，增加圍壓，從間較長，采掘接替比較緊張。因此，在31021工作而提高圍巖的自身
3、承載能力。巷內(nèi)錨桿支護加固面上順槽進行沿空留巷技術(shù)研究，可實現(xiàn)Y型通煤幫，增強煤幫對頂板的支護強度及煤體的殘余風(fēng)，解決采煤工作面上隅角瓦斯積聚問題，改善作強度；第三，巷旁采用錨索補強加固煤巷頂板錨業(yè)環(huán)境，保證正常生產(chǎn)和提高礦井的高產(chǎn)高效，并桿支護技術(shù)。在巷旁支護體上方頂板未受工作面對頂分層開采后采空區(qū)瓦斯治理提供了有效途前方超前支承壓力作用發(fā)生破碎變形之前，應(yīng)用徑，實現(xiàn)了煤與瓦斯共采的綠色開采技術(shù)。預(yù)應(yīng)力錨索對頂板進行加固，強化沿空留巷圍巖的穩(wěn)定性。可以提高留巷頂板的自身承載能力，并2沿空留巷圍巖變形機理使留巷頂板與充填墻、煤幫共同作用，形成“支架實現(xiàn)沿空留巷的技術(shù)關(guān)鍵是沿空巷道頂板巖一
4、圍巖”的共同承載體系，及時切斷采空區(qū)側(cè)直接層控制n]。在留巷期間，隨采空區(qū)側(cè)直接頂?shù)拿绊敚瑴p小巷旁支護體所受載荷，從根本上增強巷道落，留巷老頂從即將破斷前的極限平衡狀態(tài)到斷圍巖穩(wěn)定性。這是實現(xiàn)沿空留巷成功的一個重要裂失穩(wěn)，再到回轉(zhuǎn)下沉壓實采空區(qū)的穩(wěn)定狀態(tài)。受關(guān)鍵技術(shù)。此外，在回采工作面采前后20m范圍老頂劇烈活動的影響，必然引起巷道兩幫(煤幫和內(nèi)及時支撐直接頂，控制巷道圍巖變形。巷旁支護體)的劇烈變形。而沿空留巷的圍巖應(yīng)力3試驗巷道支護設(shè)計除與煤幫的支承壓力與直接頂?shù)妮d荷有關(guān)外，主要取決于規(guī)則移動帶巖層中巖體取得平衡前引起巷內(nèi)錨桿、巷旁錨索加強支護沿空留巷示意的附加載荷。待上區(qū)段工作面采
5、動影響趨于穩(wěn)定圖如圖1所示。為了提高巷道頂板及煤幫自身承后，隨采空區(qū)巖層的沉降和煤幫支承壓力的衰減，載能力，沿空留巷巷內(nèi)采用錨桿支護，巷旁采用補煤幫側(cè)的承載能力與支承壓力很快處于平衡狀態(tài)，圍巖變形趨于穩(wěn)定狀態(tài)，直至留巷結(jié)束]。由上述分析可見，沿空留巷處于采場壓力降低區(qū)，其承受壓力主要來自于上覆巖層自重及采空區(qū)老頂回轉(zhuǎn)引起的壓力。從留巷開始到留巷服務(wù)結(jié)束，巷道圍巖要受上、下采區(qū)兩次采動的劇烈影響，圍巖變形較大，特別是靠近采空區(qū)側(cè)頂板下沉量大于實體煤側(cè)。留巷頂板的破斷與下沉是不圖1巷內(nèi)錨桿、巷旁錨索加強支護沿空留巷示意圖2012年第3期王丹，等巷旁錨索加強支護沿空留巷應(yīng)用效果分析4l強錨索加
6、強支護。在合理確定沿空留巷充填體臨點巖層破斷產(chǎn)生的向下剪力，qi=yih為巖層自重界支護阻力研究中，孫恒虎等將沿空留巷頂板簡集度；Mp為第m層巖層的極限彎矩；MA為巖層化為矩形疊加層板受彎折破壞的力學(xué)模型[”。根抗彎彎矩，在極限條件下，MAF；Q為巷旁煤體據(jù)實驗結(jié)果和彈塑性力學(xué)理論計算結(jié)果，提出了對頂板的支承力，kN；。為松動區(qū)中心至點A距頂板載荷條帶分割法[]。但其建立的沿空留巷巷離，其值為xd2；為巷旁錨索提供的支護力，kN；旁支護與頂板巖層相互作用力學(xué)模型，僅以巷道b為錨索至巷旁支護體中心的距離，m。周邊煤壁作為頂板的固支點或簡支點，而沒有考在考慮巷旁錨索加強支護的作用下，假設(shè)切慮
7、巷幫煤體對沿空留巷頂板巖層的支撐作用。而頂巖層分層厚度相同，且各層巖層的性質(zhì)相同時，華心祝教授等則考慮到巷幫煤體受采掘影響及支松動區(qū)內(nèi)煤體以均布載荷的形式作用于頂板巖承壓力作用，部分煤體會發(fā)生松動或破壞而影響層，均布載荷的大小選用煤體的殘余抗壓強度，對留巷頂板的支撐作用，提出將巷幫煤體的松動計QxQ=~xo／2時，沿空留巷的巷旁切頂支護阻力區(qū)與塑性區(qū)交界處作為留巷頂板的固支點或簡支點，并建立頂板載荷條帶分割法模型，如圖2、3所Pm可
