底板切槽卸压技术在巷道底鼓防治中的应用
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图 1 切槽 剖面 ( 单位 : i n)
题 提供 了参 考 。
参 考 文 献
3 . 3 矿压 观 测分 析
为 了有 效 地 监测 巷 道 底 板 开槽 卸 压 的效果 , 在 距 试 验巷 道 6 0 m 的范 围 内 , 每间隔 2 0 m 采 用 人 工
[ 1 ] 兰永伟 , 张永吉, 高红梅. 深部 开采条 件下巷道 底鼓机 理的研 究[ J ] . 矿业研究与开发 , 2 0 0 5 , 2 5 ( 1 ) : 3 4 - 3 6 . [ 2 ] 王旭锋 , 张东升 , 陈家轩, 等. 开槽加 固底板 控制软岩峒 室底鼓
布置 十字 测点 , 观 测顶 板下 沉量 、 底 鼓量及 两 帮移 近 量 。测站 布置 见 图 2 。
的数值分析[ J ] . 煤炭工程 , 2 0 0 6 ( 3 ) : 6 1 - 6 3 . [ 3 ] 李开学 , 王宏 图, 刘正 海. 巷 道底鼓理 论与 防治技 术[ J ] . 矿业
岩、 砂质泥岩、 细砂 岩互 层 , 厚度为 3 7~4 2 m, 且 存 在平均 厚度 为 7 0 m 的砂 砾 岩层 ; 下部 为 灰 色 、 深 灰
色细砂 岩 , 底部 夹有 薄层 的黑灰 色粉砂 岩 , 近煤处 变
下, 集 中应力远大于围岩强度 , 岩体容易被破坏 。因
此, 采 用不 同的卸 压方 法 , 使 深 部 岩 体得 到弱 化 , 巷 道表 面高应 力 向深 部 转移 , 而 深部 岩 体 处 于 三 向应
为灰 黑 色 、 黑 色泥 岩 , 中夹煤 线 。底 板情 况 : 煤 层 直 接底 为煤矸 互叠 层 , 灰 黑 色易碎 ; 中下 部为 浅灰 、 灰、 黑色粉 砂岩 , 细砂 岩互 层 , 局 部含 有煤 屑 。
3 . 2 底板 切槽 技术指 标
力状态, 强度比较高 , 可以承受高应力的作用 , 为围 岩的位移提供一定的变形空间。巷道底板施工卸压 槽, 使巷道围岩近似成圆形 , 而圆形巷道的承压性 比
安全与环保 , 2 0 0 8 , 3 5( 3 ) : 8 6 - 8 8 .
通过监测数据分析得 出: ①开切槽巷段顶、 底板
及 巷 道 两帮 的位 移得 到 了有 效 地 控 制 , 顶 底 板 移 近 量小 于 1 0 0 m m, 两 帮移 近量 小 于 2 0 0 m m, 巷 道 围岩 变形趋于稳定 ; ② 测 站2 处 于 未 开切 槽 的 实 体 煤 巷
度h 。当卸压 槽 的深 度 为 巷 道 宽度 的 一半 时 , 卸 压
效 果最 好 , 并 能更 有效地 控 制巷道 底板 的鼓 起 ; 当切 槽 深度 b小 于巷 帮 到切 缝 的 间距 0时 , 开槽 后 的底
板 视作 从 卸 压槽 下 方 受 到 横 向载 荷 作 用 的 岩 石 悬 梁, 承 受弯 曲应 力 , 岩石 抗 弯强度 小 , 底 板上 翘 , 甚 至 下 面岩 层 向上 断 裂 。岩 层 受 剪 力 作 用 , 当a / b<1 时, 岩 石抗 剪 强 度 一 般 大 于抗 拉 强 度 , 岩 石 底 板 稳
2 0 m) 一间 隔为 2 0 m 不 切 槽_ 2 . 5 I n深 ( 长 度 为 2 0 m) , 切 槽 剖面 见 图 1 。切槽 完 成并 经 验 收后 用 木 板盖严 , 如 出现片 帮 严 重 影 响轨 道 及 皮 带 运 行 时将
图 2 测 站布 置 ( 单位 . ' I l 1 )
摘
要
根 据 某矿 1 2 2 3 0工作 面的地质 概 况 , 在巷 道 围岩 高强度 支护 的基础 上 , 采 用 了底板 切
槽 卸 压技 术来 解决 高地应 力巷 道底 鼓 问题 。结果表 明 , 高应 力巷 道 围岩 的 变形得到 了有 效控制 , 对
于维护巷 道 的稳 定性 、 保 证矿 井 的安 全 生产具 有一 定 的作 用 。 关键词 切 槽 卸压 巷道 底 鼓
较好 , 围岩 达到 了理想 的应 力平 衡状 态 , 主动 防治底 鼓 。
考 虑 到巷道 宽度 、 用途 , 卸压 槽施 工难 度及 工程
量大小 , 为防 止 两 侧 偏 帮 , 切 槽 断 面 形 状 采 用 倒 梯
2 切槽卸压参数确定
巷 道 开槽卸 压 效 果取 决 于卸 压槽 的 宽 度 b , 深
( 2 )一3 5 0 m 水 平 。该 水 平 最 大 涌 水 量 7 . 5万 m / d , 选用 8台 D( MD) 5 0 0 - 6 0×1 0型 水 泵 , 该 型水
阶段 由下 而上逐 步进 行 开采 。大水 矿 山采 用 自上而
下 的采 矿顺 序 , 可 以预防 突然涌 水 淹井 事 故 的发 生 。
[ 4] 李学华 , 王卫军 , 侯朝炯. 加 固顶 板 控 制 巷 道 底 鼓 的数 值 分 析
[ J ] . 中国矿 业大学学报 , 2 0 0 3 , 3 2 ( 4 ): 4 3 6 - 4 3 9 .
( 收 稿 日期 2 0 1 3 . 1 2 — 3 1 )
( 上 接第 1 4 6页 )
定 。底 板 中最大 剪应力 为 r m =1 . 5 P / b, ( 1 ) 式 中, P为切 槽 的底 板 梁能承 受 的最大压 力 , P a 。
道底鼓 的机理 , 有效控制巷道底鼓 的防治方法主要 有: ①合 理选 择巷 道 的位置 , 应 布置在 构造 应力 小 的
通 过 对 手选 皮 带 进 行 封 闭改 造 , 并 且 增 加 了排
矸槽装 置。 实践证 明 , 改 造 后 的皮 带 运 输 系统 提 高
( 收稿 日期 2 0 1 4 - 0 1 - 1 6 )
1 49
青, 史维祥. 采矿学[ M] . 北京 : 冶金工业 出版社, 2 0 0 1 .
虑采 用上 行式 开 采顺 序 , 即 由最低 一个 水平 开始 , 分
( 收 稿 日期 2 0 1 4 _ I ) l - 2 3 )
( 上接第 1 4 7页 ) 的使 用寿命 ; 拣 矸工 作劳动 强度
区域 ; ② 巷 道底板 打锚 杆 , 使底板 岩层 保持 良好 的完
整性 ; ③封闭性支架 , 支架具有防止巷道两帮水平力
的作用 , 使 巷道底 板 不 断 裂 , 保 持 稳定 性 ; ④底 板 注
3 工 程 应 用
3 . 1 工程概 况
浆; ⑤巷道底板切槽 , 通过在巷道底板开掘出一定宽
大, 且存 在一 定 的安 全 隐患 。经 过 改 造 后 的 1 1 5皮
了拣矸、 出煤工作效率 , 消除了拣矸工作中所存在的
安全 隐患 , 具有 一定 的应 用价值 。
参 考 文 献
带, 不仅 使得 正 常开 机率 达 到 了 1 0 0 %, 煤 流 系统 畅
通, 而且提高了出煤效率 , 在一定程度上延长了设备 使用寿命 , 提高 了拣矸工作效率 , 消除了安全隐患。
S e r i a l No . 5 4 2
现
代
矿
业
总第5 4 2 期
2 0 1 4 年 6月 第 6期
J u n e . 2 0 1 4
M0DE RN MI N I NG
底 板 切 槽 卸 压 技 术 在巷 道底 鼓 防 治 中的应 用
李 慧/ \ 鹏
( 潞安矿 业 集 团煤 矿 管理 中心 )
[ 1 ] 尚雁文. 同忻煤矿综放 工作 面支架工作 阻力分析 [ J ] . 现代 矿
业, 2 0 1 4 ( 1 ) : 1 8 1 - 1 8 3, 1 8 6 .
4 结
语
[ 2 ] 刘保 申, 仝矿伟 , 杨岱 平. 千秋 煤矿 选矸皮 带改造 [ J ] . 煤炭技
术, 2 0 0 7, 2 6 ( 1 2 ) : 7 4 - 7 5 . ’
槽 内用 虚煤 充 填 。
段, 巷道顶、 底板移近量及巷道两帮的位移明显大于
测站 1 、 测 站 3处 的变 形量 。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4 结 语 将 底 板 切 槽 卸 压 技 术 应 用 于 巷 道 底 鼓 的 防 治
中, 有 效地 释放 了巷道 围岩 的应 力 , 减 小 了巷 道支 护
变形 量 , 节省 了巷 道 维 护 成 本 , 有利 于巷 道 的通 风 、 行 人及 运输 , 为解 决 类 似 条件 底 板 冲 击矿 压 防治 问
李 慧鹏 ( 1 9 8 9 一) , 男, 助理工程师 , 0 4 6 2 0 4山西省长治市襄 垣县
侯堡 镇 。
形。依据巷道实际情况 ( 巷 中两侧 为轨道 、 皮带 , 间
距为 1 . 2 m) 确定 为上 部宽 为 1 m, 下部 宽 为 0 . 6 m。
为 防止 轨 道受影 响 , 槽 左 侧 偏 离轨 道0 . 8 m, 右侧 切 槽 段将 皮 带 架 吊起 。试 验 切 槽 深 度 分 别 为 1 . 5 ,
1 4 8
李 慧鹏 : 底 板切 槽 卸压技 术 在巷 道底 鼓 防 治 中的 应 用 2 . 0 , 2 . 5 m。切槽 顺 序 为 间 隔切 槽 : 1 . 5 m深 ( 长 度
2 0 1 4年 6月第 6期
为2 0 m) 一 间隔为 2 0 m不 切槽 _2 . 0 m深 ( 长 度 为
度和深 度 的槽 , 对 巷道 底板 进行 有控 制 的应 力 释放 , 吸收 大量 的 围岩 变 形 , 使 应力 峰值 转 移 至 巷 道 围岩 深部 , 使 巷 道处 于应 力降低 区 J 。
某矿 1 2 2 3 0工 作 面上 下 巷 位 于 西 二 采 区东 翼 , 平均采 深 近 5 2 0 m, 走 向 长度 为 1 0 1 0 m, 倾 斜 长 为 2 0 0 m, 煤 层倾 角为 8 。 一1 2 。 , 巷 道设 计 净 宽 为 6 m,
受 采 动影 响 , 巷 道 的顶板 和底 板 及 两 帮会 向巷 道 内产 生 移 动, 底 板 向 上 隆 起 的 部 分 称 之 为 底 鼓 … 。底 鼓 给 生 产 系 统 如 通 风 、 行人、 运 输 及 巷 道 支护带 来 了一系 列 的 问题 , 严 重 影 响 了矿 井 的安 全 生产 。引起 巷道 底 板鼓 起 的主 要 因素有 岩 性 、 岩 体 应力 、 岩体 强度 、 水 理 作用 、 地 热 等 因素 _ 2 ] 。针 对 巷
净高 为 4 . 6 5 m, 锚 网索架 3 6 U拱形 棚复合 支 护 。巷 内主要 设备 为运 煤皮带 与运 料轨 道 。顶 板 上部 为泥
1 巷 道 卸 压 基 本 原 理
巷 道 开 掘后 , 岩 体 应 力 由原 来 的 三 向应 力状 态 转变 为二 向应力 状 态 , 在 松 软 围岩 体 及 高 应 力作 用
参 考 文 献
泵排 水 量为 5 0 0 m / h , 扬程 为 5 7 0 m。
3 结
语
[ 1 ] 《 采矿手册》 编委 会. 采矿手册 [ M] . 北京 : 冶金工 业 出版 社,
1 9 8 8.
当地 下 开采 的矿 山昼夜 涌水 量 较 大 时 , 可 以考
[ 2 ] 王
题 提供 了参 考 。
参 考 文 献
3 . 3 矿压 观 测分 析
为 了有 效 地 监测 巷 道 底 板 开槽 卸 压 的效果 , 在 距 试 验巷 道 6 0 m 的范 围 内 , 每间隔 2 0 m 采 用 人 工
[ 1 ] 兰永伟 , 张永吉, 高红梅. 深部 开采条 件下巷道 底鼓机 理的研 究[ J ] . 矿业研究与开发 , 2 0 0 5 , 2 5 ( 1 ) : 3 4 - 3 6 . [ 2 ] 王旭锋 , 张东升 , 陈家轩, 等. 开槽加 固底板 控制软岩峒 室底鼓
布置 十字 测点 , 观 测顶 板下 沉量 、 底 鼓量及 两 帮移 近 量 。测站 布置 见 图 2 。
的数值分析[ J ] . 煤炭工程 , 2 0 0 6 ( 3 ) : 6 1 - 6 3 . [ 3 ] 李开学 , 王宏 图, 刘正 海. 巷 道底鼓理 论与 防治技 术[ J ] . 矿业
岩、 砂质泥岩、 细砂 岩互 层 , 厚度为 3 7~4 2 m, 且 存 在平均 厚度 为 7 0 m 的砂 砾 岩层 ; 下部 为 灰 色 、 深 灰
色细砂 岩 , 底部 夹有 薄层 的黑灰 色粉砂 岩 , 近煤处 变
下, 集 中应力远大于围岩强度 , 岩体容易被破坏 。因
此, 采 用不 同的卸 压方 法 , 使 深 部 岩 体得 到弱 化 , 巷 道表 面高应 力 向深 部 转移 , 而 深部 岩 体 处 于 三 向应
为灰 黑 色 、 黑 色泥 岩 , 中夹煤 线 。底 板情 况 : 煤 层 直 接底 为煤矸 互叠 层 , 灰 黑 色易碎 ; 中下 部为 浅灰 、 灰、 黑色粉 砂岩 , 细砂 岩互 层 , 局 部含 有煤 屑 。
3 . 2 底板 切槽 技术指 标
力状态, 强度比较高 , 可以承受高应力的作用 , 为围 岩的位移提供一定的变形空间。巷道底板施工卸压 槽, 使巷道围岩近似成圆形 , 而圆形巷道的承压性 比
安全与环保 , 2 0 0 8 , 3 5( 3 ) : 8 6 - 8 8 .
通过监测数据分析得 出: ①开切槽巷段顶、 底板
及 巷 道 两帮 的位 移得 到 了有 效 地 控 制 , 顶 底 板 移 近 量小 于 1 0 0 m m, 两 帮移 近量 小 于 2 0 0 m m, 巷 道 围岩 变形趋于稳定 ; ② 测 站2 处 于 未 开切 槽 的 实 体 煤 巷
度h 。当卸压 槽 的深 度 为 巷 道 宽度 的 一半 时 , 卸 压
效 果最 好 , 并 能更 有效地 控 制巷道 底板 的鼓 起 ; 当切 槽 深度 b小 于巷 帮 到切 缝 的 间距 0时 , 开槽 后 的底
板 视作 从 卸 压槽 下 方 受 到 横 向载 荷 作 用 的 岩 石 悬 梁, 承 受弯 曲应 力 , 岩石 抗 弯强度 小 , 底 板上 翘 , 甚 至 下 面岩 层 向上 断 裂 。岩 层 受 剪 力 作 用 , 当a / b<1 时, 岩 石抗 剪 强 度 一 般 大 于抗 拉 强 度 , 岩 石 底 板 稳
2 0 m) 一间 隔为 2 0 m 不 切 槽_ 2 . 5 I n深 ( 长 度 为 2 0 m) , 切 槽 剖面 见 图 1 。切槽 完 成并 经 验 收后 用 木 板盖严 , 如 出现片 帮 严 重 影 响轨 道 及 皮 带 运 行 时将
图 2 测 站布 置 ( 单位 . ' I l 1 )
摘
要
根 据 某矿 1 2 2 3 0工作 面的地质 概 况 , 在巷 道 围岩 高强度 支护 的基础 上 , 采 用 了底板 切
槽 卸 压技 术来 解决 高地应 力巷 道底 鼓 问题 。结果表 明 , 高应 力巷 道 围岩 的 变形得到 了有 效控制 , 对
于维护巷 道 的稳 定性 、 保 证矿 井 的安 全 生产具 有一 定 的作 用 。 关键词 切 槽 卸压 巷道 底 鼓
较好 , 围岩 达到 了理想 的应 力平 衡状 态 , 主动 防治底 鼓 。
考 虑 到巷道 宽度 、 用途 , 卸压 槽施 工难 度及 工程
量大小 , 为防 止 两 侧 偏 帮 , 切 槽 断 面 形 状 采 用 倒 梯
2 切槽卸压参数确定
巷 道 开槽卸 压 效 果取 决 于卸 压槽 的 宽 度 b , 深
( 2 )一3 5 0 m 水 平 。该 水 平 最 大 涌 水 量 7 . 5万 m / d , 选用 8台 D( MD) 5 0 0 - 6 0×1 0型 水 泵 , 该 型水
阶段 由下 而上逐 步进 行 开采 。大水 矿 山采 用 自上而
下 的采 矿顺 序 , 可 以预防 突然涌 水 淹井 事 故 的发 生 。
[ 4] 李学华 , 王卫军 , 侯朝炯. 加 固顶 板 控 制 巷 道 底 鼓 的数 值 分 析
[ J ] . 中国矿 业大学学报 , 2 0 0 3 , 3 2 ( 4 ): 4 3 6 - 4 3 9 .
( 收 稿 日期 2 0 1 3 . 1 2 — 3 1 )
( 上 接第 1 4 6页 )
定 。底 板 中最大 剪应力 为 r m =1 . 5 P / b, ( 1 ) 式 中, P为切 槽 的底 板 梁能承 受 的最大压 力 , P a 。
道底鼓 的机理 , 有效控制巷道底鼓 的防治方法主要 有: ①合 理选 择巷 道 的位置 , 应 布置在 构造 应力 小 的
通 过 对 手选 皮 带 进 行 封 闭改 造 , 并 且 增 加 了排
矸槽装 置。 实践证 明 , 改 造 后 的皮 带 运 输 系统 提 高
( 收稿 日期 2 0 1 4 - 0 1 - 1 6 )
1 49
青, 史维祥. 采矿学[ M] . 北京 : 冶金工业 出版社, 2 0 0 1 .
虑采 用上 行式 开 采顺 序 , 即 由最低 一个 水平 开始 , 分
( 收 稿 日期 2 0 1 4 _ I ) l - 2 3 )
( 上接第 1 4 7页 ) 的使 用寿命 ; 拣 矸工 作劳动 强度
区域 ; ② 巷 道底板 打锚 杆 , 使底板 岩层 保持 良好 的完
整性 ; ③封闭性支架 , 支架具有防止巷道两帮水平力
的作用 , 使 巷道底 板 不 断 裂 , 保 持 稳定 性 ; ④底 板 注
3 工 程 应 用
3 . 1 工程概 况
浆; ⑤巷道底板切槽 , 通过在巷道底板开掘出一定宽
大, 且存 在一 定 的安 全 隐患 。经 过 改 造 后 的 1 1 5皮
了拣矸、 出煤工作效率 , 消除了拣矸工作中所存在的
安全 隐患 , 具有 一定 的应 用价值 。
参 考 文 献
带, 不仅 使得 正 常开 机率 达 到 了 1 0 0 %, 煤 流 系统 畅
通, 而且提高了出煤效率 , 在一定程度上延长了设备 使用寿命 , 提高 了拣矸工作效率 , 消除了安全隐患。
S e r i a l No . 5 4 2
现
代
矿
业
总第5 4 2 期
2 0 1 4 年 6月 第 6期
J u n e . 2 0 1 4
M0DE RN MI N I NG
底 板 切 槽 卸 压 技 术 在巷 道底 鼓 防 治 中的应 用
李 慧/ \ 鹏
( 潞安矿 业 集 团煤 矿 管理 中心 )
[ 1 ] 尚雁文. 同忻煤矿综放 工作 面支架工作 阻力分析 [ J ] . 现代 矿
业, 2 0 1 4 ( 1 ) : 1 8 1 - 1 8 3, 1 8 6 .
4 结
语
[ 2 ] 刘保 申, 仝矿伟 , 杨岱 平. 千秋 煤矿 选矸皮 带改造 [ J ] . 煤炭技
术, 2 0 0 7, 2 6 ( 1 2 ) : 7 4 - 7 5 . ’
槽 内用 虚煤 充 填 。
段, 巷道顶、 底板移近量及巷道两帮的位移明显大于
测站 1 、 测 站 3处 的变 形量 。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4 结 语 将 底 板 切 槽 卸 压 技 术 应 用 于 巷 道 底 鼓 的 防 治
中, 有 效地 释放 了巷道 围岩 的应 力 , 减 小 了巷 道支 护
变形 量 , 节省 了巷 道 维 护 成 本 , 有利 于巷 道 的通 风 、 行 人及 运输 , 为解 决 类 似 条件 底 板 冲 击矿 压 防治 问
李 慧鹏 ( 1 9 8 9 一) , 男, 助理工程师 , 0 4 6 2 0 4山西省长治市襄 垣县
侯堡 镇 。
形。依据巷道实际情况 ( 巷 中两侧 为轨道 、 皮带 , 间
距为 1 . 2 m) 确定 为上 部宽 为 1 m, 下部 宽 为 0 . 6 m。
为 防止 轨 道受影 响 , 槽 左 侧 偏 离轨 道0 . 8 m, 右侧 切 槽 段将 皮 带 架 吊起 。试 验 切 槽 深 度 分 别 为 1 . 5 ,
1 4 8
李 慧鹏 : 底 板切 槽 卸压技 术 在巷 道底 鼓 防 治 中的 应 用 2 . 0 , 2 . 5 m。切槽 顺 序 为 间 隔切 槽 : 1 . 5 m深 ( 长 度
2 0 1 4年 6月第 6期
为2 0 m) 一 间隔为 2 0 m不 切槽 _2 . 0 m深 ( 长 度 为
度和深 度 的槽 , 对 巷道 底板 进行 有控 制 的应 力 释放 , 吸收 大量 的 围岩 变 形 , 使 应力 峰值 转 移 至 巷 道 围岩 深部 , 使 巷 道处 于应 力降低 区 J 。
某矿 1 2 2 3 0工 作 面上 下 巷 位 于 西 二 采 区东 翼 , 平均采 深 近 5 2 0 m, 走 向 长度 为 1 0 1 0 m, 倾 斜 长 为 2 0 0 m, 煤 层倾 角为 8 。 一1 2 。 , 巷 道设 计 净 宽 为 6 m,
受 采 动影 响 , 巷 道 的顶板 和底 板 及 两 帮会 向巷 道 内产 生 移 动, 底 板 向 上 隆 起 的 部 分 称 之 为 底 鼓 … 。底 鼓 给 生 产 系 统 如 通 风 、 行人、 运 输 及 巷 道 支护带 来 了一系 列 的 问题 , 严 重 影 响 了矿 井 的安 全 生产 。引起 巷道 底 板鼓 起 的主 要 因素有 岩 性 、 岩 体 应力 、 岩体 强度 、 水 理 作用 、 地 热 等 因素 _ 2 ] 。针 对 巷
净高 为 4 . 6 5 m, 锚 网索架 3 6 U拱形 棚复合 支 护 。巷 内主要 设备 为运 煤皮带 与运 料轨 道 。顶 板 上部 为泥
1 巷 道 卸 压 基 本 原 理
巷 道 开 掘后 , 岩 体 应 力 由原 来 的 三 向应 力状 态 转变 为二 向应力 状 态 , 在 松 软 围岩 体 及 高 应 力作 用
参 考 文 献
泵排 水 量为 5 0 0 m / h , 扬程 为 5 7 0 m。
3 结
语
[ 1 ] 《 采矿手册》 编委 会. 采矿手册 [ M] . 北京 : 冶金工 业 出版 社,
1 9 8 8.
当地 下 开采 的矿 山昼夜 涌水 量 较 大 时 , 可 以考
[ 2 ] 王