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高地压三软回采巷道围岩补强支护技术研究

2019-03-25 13:46:35

[摘要]根据丁集煤矿1121(3)工作面回采巷道的现场监测,结合巷道实际围岩变形特征,提出巷道围岩补强支护技术。通过对补强支护前后围岩监测数据的对比,确定了支护方案,对类似条件下的巷道补强支护具有一定的参考价值。
[关键词]高地压;三软巷道;补强支护
正文:摘自科技经济导刊杂志,知网收录。
  随着采煤技术机械化水平的不断发展,矿井向深部开采的速度逐年递增[1],深部巷道围岩应力相应升高。在巷道掘进和回采的过程中,呈现出了大变形、低强度的特殊性质[2、3],在地应力和采动等影响下,巷道呈现出矿压显现剧烈等现象,容易造成端头支架压架、两巷断面严重收敛,无法保证正常生产的局面。如何有效控制回采巷道的围岩变形,做到支护可靠,已成为实现综采工作面安全高效回采的关键。
  1工程概况
  丁集煤矿回采的1121(3)工作面水平标高-750.9~-673.6m,走向长1061m,倾斜长245m,回采的13-1煤层厚度0.1~4.0m,平均3.2m,煤层平均倾角5°,赋存稳定。煤层顶底板岩性基本为泥岩,1121(3)运顺采取沿空掘进,与上阶段1131(3)轨顺之间留设8m煤柱,支护采取锚网索方式,设计为矩形断面:净宽×净高=5.5m×3.4m,顶部锚杆规格为φ22×2800mm,间排距为840mm×900mm;顶部锚索规格为φ22mm×6300mm,间排距为950mm×900mm;帮部锚杆规格为φ22mm×2500mm,间排距为750mm×900mm。运顺受到超前动压剧烈影响,在煤柱集中应力、断层构造应力多重影响下,巷道呈现出顶板整体下沉、巷帮内敛位移、底鼓严重等特点,进而造成运输机出煤不畅、转载机无法正常拉移等不利局面,给工作面安全生产带来了极大的被动。
  2回采巷道补强支护方案
  2.1顶板补强支护方案顶板支护补强采用主动与被动支护相结合的方式,如图1所示。沿走向布置三排7.3m锚索配合4.5m长11#矿用工字钢对顶板进行支护,然后在工字钢下方支设高密集单体。同时对顶板上方注化学材料,将顶板有效固结成一个整体,有利于锚索支护效果的充分发挥。2.2巷帮补强支护方案小煤柱支护重点是对上肩窝和下底角的支护,煤帮侧主要是控制帮部位移沿走向每隔0.8m竖一根1.5m长矿用11#工字钢(3眼),上眼位置斜向上施工7.3m锚索生根至顶板位置,中眼垂直施工4.3m锚索加强对小煤柱的支护,下眼位置斜向下施工4.3m锚索生根至底板位置。顶板向下0.5m和1.3m位置处各施工一排走向加强T型钢带,与原帮部竖向钢带交叉,其中上排钢带施工φ4.3m锚索生根至顶板位置,下排钢带垂直施工4.3m锚索加强帮部支护。采煤帮侧在刷扩后对帮部布置三排走向T型钢带配合4.3m锚索加强支护,上下排距离顶底板0.5~0.8m左右,各斜向施工4.3m锚索生根至顶底板位置,中间垂直煤帮施工一排锚索加强支护。
  3补强支护效果分析
  通过对运顺巷道补强支护前后围岩变形监测数据,得出图3。在补强支护前,顶板出现大幅度下沉现象,这给安全带来了极大的威胁,在采取补强支护后,顶板下沉呈现出缓慢平滑趋势,动压影响范围内的下沉量由1000mm下降到了280mm,支护效果明显。运顺小煤柱变形位移量由900mm下降到了350mm,采煤帮变形量由720mm下降到了360mm,帮部变形量控制在了1m以内,通过对采煤帮的刷扩能够有效保证巷道的宽度。底板鼓起量在补强支护前后变化量不大,说明该种补强支护的方法对于底板控制起到的作用不大。
  4结语
  高地压三软回采巷道,由于顶板岩性弱,呈现出大变形特征,仅仅依靠锚杆(索)主动支护或者单体密集被动支护,无法做到真正控制顶板围岩变形。对于顶板的控制要采取主动与被动支护相结合的方式,方能达到最佳控制效果。沿空留小煤柱掘进巷道,受到多重应力叠加影响,位移收敛更为严重,通过对小煤柱侧帮顶相结合支护的方式,可以有效控制帮部的收敛。本文主要研究了对回采巷道顶板和帮部的围岩支护,对于底板围岩控制有待于进一步研究。
  【参考文献】
  [1]贾后省,王志刚,冯井龙,等.软岩巷道“让压-支护”围岩控制技术与应用[J].煤矿开采,2014,8(119):68-72.
  [2]杨本生,高斌,贾永丰,等.亨健矿回采巷道围岩变形机理及耦合支护技术研究[J].煤炭工程,2015,47(5):33-35,38.

  本文由科技经济导刊整理。

高地压三软回采巷道围岩补强支护技术研究

主管单位:山东省科学技术协会

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开本:大16开

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