89-30-永久煤柱下巷道围岩稳定性及控制技术分析-2016年第3期

巷道支护理论与技术

永久煤柱下巷道围岩稳定性及控制技术分析

孙明磊1，李佳丽

2

（1.华东理工大学，上海200237； 2.中煤煤炭进出口公司，北京100024）

［摘要］以岱河煤矿Ⅳ1专用回风巷变形破坏为研究对象，从煤柱支承压力、围岩强度、现有

支护措施3个方面分析了其破坏影响因素和机理，通过建立FLAC 2D

模拟模型明确了巷道与煤柱边缘

水平距离、巷道支护方式对围岩应力分布的影响。研究了U 型钢、注浆及锚索结构补偿支护3种作用下的巷道弯矩分布、围岩位移等特点，提出了永久煤柱下的巷道在U 型钢基础上应进行注浆加固，再用锚索进行针对性支护结构补偿，形成稳定的共同承载体，有效地控制巷道变形。

［关键词］

永久煤柱；围岩稳定性；数值模拟；围岩应力

［中图分类号］TD353

［文献标识码］A

［文章编号］1006-6225（2016）01-0059-04Stability and Control Technology of Surrounding Ｒock under Permanent Coal Pillar

SUN Ming-lei 1，LI Jia-li 2

（1.East China University of Science ＆Technology ，Shanghai 200237，China ；2.China National Coal Import ＆Export Co.，Ltd.，Beijing 100024，China ）

Abstract ：Broken influence elements and mechanism of special return air entry of Daihe coal mine were analyzed ，which included

supporting pressure of coal pillar ，surrounding rock strength and supporting way.Detailed numerical modeling of FLAC 2D was conducted to evaluate surrounding rock stress distribution that influence by horizontal distance of roadway to coal pillar edge and supporting way.These papers studied the characters of roadway moment distribution and surrounding rock displacement that influenced by three dif ferent supporting way ，which included U style steel supporting ，grouting reinforcement and compensate supporting with cable ，put for-ward grouting and compensate supporting with cable should be used on the basis of U style steel supporting in roadway under the perma-nent coal pillar ，then stability supporting body would formed ，and roadway deformation could be controlled effectively.Keywords ：permanent coal pillar ；surrounding rock stability ；numerical simulation ；surrounding rock stress

［收稿日期］2015－08－07

［DOI ］10.13532/11－3677/td.2016.03.016［基金项目］国家自然科学基金项目（51174070）；河北省自然科学基金资助项目（D2013402006）

［作者简介］孙明磊（1984－），男，江苏盐城人，硕士，主要从事矿井地质环境监测和矿井生产信息化建设研究。［引用格式］孙明磊，李佳丽.永久煤柱下巷道围岩稳定性及控制技术分析［J ］．煤矿开采，2016，21（3）：59－62，149.

1工程概述

岱河煤矿Ⅳ1专用回风巷位于Ⅳ1采区轨道上山南侧，巷道埋深430 605.5m 左右，所在层位为粉砂岩，裂隙较发育，较软，含黄铁矿、钙质结

核；中间有0.5m 厚的泥岩夹层，极软，易破碎。Ⅳ1回风巷为Ⅳ1采区专用回风巷道，巷道上方布置有Ⅳ3217和Ⅳ3218工作面，两工作面回采结束后形成的永久煤柱与Ⅳ1专用回风巷斜交。Ⅳ1专用回风巷现有支护方式为29U 型钢棚支护，巷道两帮收敛量较大，棚腿扭曲变形严重，底鼓强烈，虽屡经修复但巷道有效使用断面仍难满足Ⅳ1采区生产要求。2

Ⅳ1专用回风巷变形破坏原因及机理分析研究表明，影响深部巷道围岩变形破坏因素很多，不同巷道其变形破坏原因也有着较大不同。综

合多方面资料与研究，针对岱河煤矿Ⅳ1专用回风

巷具体地质条件，巷道变形破坏因素分析如下：

永久煤柱支承压力影响Ⅳ1专用回风巷与Ⅳ

3217和Ⅳ3218两工作面回采结束后形成的永久煤柱间距较小，巷道处于回采煤柱形成的支承压力升高区。现有地质资料表明，Ⅳ1专用回风巷上方煤

柱形成的支承压力峰值约为原岩应力的3倍左右，

根据巷道平均埋深估算，围岩中的切向应力达到32MPa 以上。巷道上方的高支承压力对巷道稳定产

生较大影响。

巷道围岩强度Ⅳ1专用回风巷所在层位为粉

砂岩，裂隙较发育，且含有0.5m 厚泥岩夹层，膨胀性软岩成分含量较高。在高应力作用下，该类型

围岩极易发生变形破坏。

现有支护措施

Ⅳ1专用回风巷目前使用29U

型钢棚支护，造成其强烈变形的原因主要有：

（1）现有支护结构承载性能较差

从Ⅳ1专用

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5第21卷第3期（总第130期）

2016年6月煤矿开采

COAL MINING TECHNOLOGY Vol.21No.3（Series No.130）

June 2016

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