跨采巷道的变形破坏与控制关键

图１ 底板 塑性破坏范 围 ２不 同位 置 的 跨 采 底 板 巷 道 的 应 力 分 布 特 点 ． 按 巷道与上部煤 层 回采空 间的相对位置 ， 采形式分 为横跨和纵 跨 跨两种方式 ， 底板岩巷 与上部工作面关系一般有 ８ 种情况 ：
。
ｚｓ＋ 】 ｃ 。
图２跨采巷道 的不同位置
内 的合 理 均 衡 分 布 。 （） ２ 多束钢绞线对称 张拉 同步性是避免使 梁体不 因受 到偏心力矩 作用 而发生弯 曲扭 转和侧弯 ， 不在锚下等部 位产生过大 的附加内力而
３ ． ５自动控制整个张拉过程
智 能张拉系统 自动控 制整个张拉过程 ， 确保加载速率均匀 ， 停顿点 准确 ， 持荷时 间得到有效保证 ， 同时持荷时如 果应力下降 ， 会 自动 系统 补张 ， 而确 保 了整个应力 的均匀 、 从 稳定传递 ， 保有效 应力达到设计 确 规范要求 ， 而这一点正是传统人工张拉最难控制的 。加载速率过大 、 持
跨 采蕾道晌变形破１ 与控制关键 而
淮 沪煤 电有 限公 司丁 集煤矿 范雪峰
［ 摘 要］ 文介 绍了动 压影 响下底板破坏机理 ， 本 以及 不同位 置的跨 采巷道 受工作面回采的应力分布特点 ， 并简单概括 了跨采巷道 围
岩 稳 定控 制 的 关键 。
［ 关键词 ］ 采巷 道 底板 变形 围岩控制 跨 我 国现阶段煤层底板巷道主要采用跨采 的方式 。跨采 巷道 的空间 位置不 同 ， 其破 坏特 征也有 所不 同 ， 只有 了解 跨采 巷道 的变形破坏 机 理， 保持跨采巷道 与煤层底板合理垂直距 离和水 平距 离的空间位置 ， 按 照跨采对 底板巷道 的影响程度 ， 困地 制宜制定符合 实际加 固措施 和维 护手段 ， 才能够减少巷 道变形量 ， 且有利于生产 系统的简单化 ， 并 抑制 煤矿安全隐患 ， 提高煤炭资源的回收率。 １动压 影响下底板 变形破坏 机理 ． １底板应力传递规律 ） 在丁作 面的推进 过程 中， 底板 会出现与超前 支承压力 的分 布类似 的垂直应力 的集 中区和卸压区。工作面煤壁前方形成随工作面推动而 不断移 动的超前集 中应力 ， 应力 集中等值线呈 现出斜 向煤壁前 方的泡 形传递 状态 ， 垂直 应力 占主导地 位 ； 回采工作 面后方 的采空 区 ， 在 则形 成 应力低于原 始应力 的卸压 带 ， 应力等值线 呈现 出斜 向煤 壁后方的泡 形状态 ， 板巷道主要受水平应力作用 。随着底板岩层深度 的增加 ， 底 应 力集 中系数 和卸 压程度 减小 ， 力分布逐步缓和 。 应 ２底板破坏特征 ） 根 据散体极 限平衡理论 分析可知 ， 在工 作面超前支 承压力的作用 下 ， 柱边缘一定范围 内的底板岩体进入塑性变形状态 ， 煤 当支 承压力达 到极限载荷 时 ， 区岩 体破坏并 向水平方 向上挤压膨胀 ， Ｉ 推动 Ⅱ、 Ⅲ区 的岩体产生滑移面 ， 引起采空 区强烈 的底鼓 。底板岩体 的塑性 区边 界 ， 如图 １ 示 ， 所 由三个区构成 ： 主动极 限区 Ｉ、 过渡区 Ⅱ以及 被动极 限区 １， １ ｈ 为底板岩体的极限破坏深度。 Ｉ
・－— —
ＫＴ Ｈ ｓ： —
—
４ ２０ －— — —
韦 ｛ 矗怠 斗 １
消部分由于梁体 和锚具变形 、 压缩等造成 的预应力损失 。 接缝 ２ 张拉同步性控制 Ｉ ４ 在张拉过程中应做到 四个 同步 ： 单束钢绞线两 端张拉 同步性 、 多束 钢绞线对称张托同步性 、 张拉过程同步性 、 张拉停顿点同步性 。 （） １单束钢 绞线两端张 托同步性是 为了保证有效 预应力在钢 绞线
纵跨 ：
①巷道 ｌ６工作 面跨采期 间 ， ，： 巷道受 回采引起 的超前支承 压力影 响， 应力 集 中系数通常 为 ２５ 。跨采后 ， ．～３ 巷道位于采 空区下方 ， 且距 离 Ｊ部煤层煤柱边缘的水平距离较大 ， ： 巷道始终处于应力降低区内。 ②巷道 ２跨采期 间 ， ： 巷道 受超前支 承应力影 响 ， 跨采后 ， 虽位于采 空 区下方 ， 由于与煤 柱边缘之间水平距离过小 ， 但 故将受到丁作面 Ｉ 回 采在煤 柱上引起 的超前支承压力 影响 ， 应力增 高系数通常为 １ —１ ． ， ５ 工作面 Ⅱ回采 以后 ， 巷道还会长期受到工作面 Ｉ， 引起的叠加支承应 Ｉ Ｉ 力影响 ， Ｔ作面 Ⅱ采动期 间应力集 中系数上升至 ３～４ 。 ⑧ 巷道 ３ ： 面 Ｉ回采期 间 ， 工作 巷道 受回采引起 的超前支 承压力和 侧 向支 承应力 的影 响 ， 力集 中系数通 常为２～３ 应 。工作 面 Ⅱ回采 以后 ， 巷道将 长期受到１ 作 面 Ｉ， 二 Ⅱ引起的支承压力 的叠 加影响 ， 应力集 中系 数可达 ４～５ 。 ④ 巷道 ４Ｔ作 面 Ｉ回采期 间 ， 道也长期受 到回采 引起 的超前支 ： 巷 承应力 影响 ， 与巷道 ３ 比， 受的影 响要 小一些 ， 但 相 所 应力集 中系数通 常小 于２ Ｔ作 面 Ⅱ在 巷道上方跨采 过程 中 ， 。＿ 巷道受 到工作 面 Ⅱ回采 引
荷时间不够是传统人工张拉的通病 ， 应力下降补张更是遥不可及 ， 再加 上人 工操 作 的误差等 因素 ， 使整个 张拉 过程处于极不 稳定和不可控制 的状态。 ３６数据记录真实可靠 ， ． 张拉过程可溯源回放 智能 张拉数据无线传 输 ， 张拉应力 、 延伸量及误差率 自动计算 、 记 录 、 印 ， 保原 始数 据的真 实可 靠性 ， 打 确 规避 了人 工填写 数据 造假之 虞 。整个张拉过程可溯源 回放 、 便于历史查询 、 责任追究 和存档 。 ３７具有加强质量控制的管理功能 ． 智能张拉 系统设 置了多道加 强质量 管理功 能。必须经 由施 工单位 申请 ， 监理审批 ， 方可启动张拉 程序 ， 有效保证施 工监督管理程序 的实 施 到位 。 ３ 张拉效率显著提高 ． ８ 智能张拉系统一人控制电脑 、 一键完成张拉 ； 统人工张拉要二人 传 操 作油泵 ， 二人同时测量延伸量并记录 ， 智能张拉系统可节省三个人的 人力成本 ， 效益显著 。 ３９安全性得 到有效保证 ． 智能张拉系统的整个过程有计算机控制 、 无线传输 ， 操作人员远离 了张拉锚头危 险区域 ， 确保 了人身安全 ； 而传统人工 张拉在测量延伸量 时必须靠近张拉千斤顶端部 ， 增加 了不安全 的隐患 。 ３１ ． ０实现远程监控 智 能张拉系统可 以实现远程传输 ， 远离现场 的监理 、 使 业主 、 建设 单位及 主管部 门能实现监 管现场 张拉实况 ， 加强控制管理 ， 而传统 人丁 张拉则无法做到这一点 。 ４结 束 语 ． 智 能预应力张拉 系统在预应 力桥 梁施工 中的应用 ， 有效规范 了张 拉施工 ， 保证 了梁体 的张拉质量 ， 真正做到 了张拉质量管理 的“ 实时跟 踪、 智能控制 、 及时纠错 ” 为预应力桥梁施工质 量提供精确 、 ， 量化 的保