沿空掘巷锚网索梁联合支护技术实践
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
１ １ ５
总第 ５ ３ ３期
现 代矿 业
２ ０ １ ３年 ９月第 ９期
对 煤柱 的侧 向约束力 ； ｏ ／ 为煤层 倾角 ； ｏ ｒ 为煤柱极 限 强度 ， Ｍ Ｐ ａ ； ／ ３ 为屈 服 区与 核 区界 面 处 的侧 压 系 数 ， ＝ ／ ｚ ／ （ １一 ） ， 为 泊 松 比； ０ 。 为 煤 体 与 顶 底 板 接 触 面摩擦 角 ， （ 。 ） ； Ｃ 。 为 煤 层 顶底 板 接 触 面 的黏 聚力 ， Ｍ Ｐ ａ ； ｙ ０ 为 岩层平 均体 积力 ， Ｍ Ｐ ａ 。 将 工作 面参数 “＝ ９ ． ８ ７ ２ ＭＰ ａ ， Ｍ ＝３ ． ５ ｍ， ｏ ／ ＝
强度 ， 同时 采空 区 内存 在 老 窑水 或局 部 瓦 斯 聚 集对
沿 空巷 道造 成威 胁 ； 如 沿 空 预 留煤 柱 过 宽 可 能使 巷 道 处 于应力 增高 区 ， 违 反 了巷道 处 于塑 性 应 力 降低 区的原 则 ， 增 加 了巷 道支护 难度 。国 内外 专家 通 过 数值模 拟 、 理论 计算 、 相 似模 拟等方 法对 沿空 掘巷 窄 煤柱 合理 宽度 进 行研 究 ， 并 在 工 程 实 践 中取 得 良 好 效果 。本 文结 合赵 固一 矿 １ １ ０ ３ １ — １工作 面 顺槽 实 际情况 ， 运用 平衡 理论 确定 了窄煤柱 宽度 ， 通过 工程
０ 。 ， ／ ｚ ＝０ ． ３ １ ， 卢 ＝０ ． ４ ５ ， Ｏ ｏ＝２ ２ 。 ， Ｃ ０＝２ ＭＰ ａ ， ｙ ｏ＝
（ 河 南煤 业化 工 集 团赵 固一 矿 ）
摘
要
运 用极 限平衡理 论 ， 结合赵 固一矿 １ １ ０ ３ １ — １轨道 顺槽 实际情 况 ， 最 终确 定 窄煤柱 宽 度
为８ ｍ。通 过 工程 类 比法 ， 提 出 了锚 网梯 ＋锚 索槽 钢 梁 ＋点锚 索补 强联 合 支 护方 式 ， 经过 两 个 月的 现场 观测 ， 顶底 板 最大收 敛量 为 ５ ０ ０ ｍｍ， 两 帮最 大收敛 量为 ４ ３ ０ ｍ ｍ， 两 月后 收百度文库 速率趋 于平缓 ， 此
・
】 ，
（ ３ ）
式中， 为 窄煤 柱 宽 度 ； Ｚ 为 上 区段 煤 体 塑 性 区宽
申方明（ １ ９ ８ ７ 一） ， 男， 助理工程师 ， ４ ５ ３ ６ ３ ４河南省新 乡市 。
度； ｚ 为考虑 安全 系 数 该 区宽 度 ； Ｚ ， 为锚 杆深 入 窄 煤柱 有效 长 度 ； Ｍ 为上 区段 平 巷 高 度 ； ｐ 为 采 空 区
期 望对其 他 类似 工程 有一定 的指导作 用 。
１ 工 程概 况 赵 固一 矿 １ １ ０ ３ １ ． １轨 道顺 槽 沿 二 煤 层 顶 板 掘
进， 东 为 回采 结 束 的 １ １ ０ ５ １工 作 面 ， 西 为 未 开 挖 的
１ １ ０ ３ １ ． １ 工 作 面， 北 为 东 翼 回 风 大 巷 。设 计 长 度 １ ３ ０ ４ ． ７ ６ ３ ｍ， 实 际工 程 量 １ ３ ０ ２ ． ２ ６ ３ ｍ。该 轨 道 顺
侧 存在 一个 相对 低 应 力状 态 的峰 后煤 体 ， 即煤 体
内的破裂 区和塑性 区 。巷 道 布置在 破裂 区和 塑性 区
内， 支护 荷载相 对较 低 ， 这 是沿 空掘 巷支 护的 主要力
学特 性 。
表 １ 煤 层 顶 底 板情 况
过 窄可 能使 锚杆 、 锚 索穿透 煤柱 ， 降低 锚 杆锚索 支 护
联 合 支护 方式 对掘进 回采起到 了积 极 的作 用。
关键 词 沿 空掘 巷
窄煤 柱
支护技 术 于上 覆岩 层结 构 固定结点 与铰 结点 之 间。在采 空 区
一
为 了减 小相 邻 区 段 工作 面 动 压 影 响 ， 赵 固一 矿
采 用 跳 采 方 式 进 行 开 采 。然 而 ， 预 留 的 工 作 面 成 “ 孤 岛 ”状 ， 应 力 集 中 系数 是 普 通 工 作 面 的 １ ． ５ 倍¨ Ｊ ， 沿 空成 巷 后 支 护 难 度 加 大 ， 如 沿 空 预 留煤 柱
据极 限平衡 理论 得 ：
Ｂ ＝Ｚ １＋ｚ ２＋ｚ ３ ， Ｚ ２＝０ ． １ ５ ～０ ． ３ ５ （ ｚ１ ＋ｚ ３ ）， （ １ ） （ ２ ）
沿 空 掘巷 沿 相 邻 区段 采 空 区边 缘 布 置 ， 上 区段 工 作面 回采 后 ， 老 顶形 成 “ ｏ ． Ｘ ” 破 断 。随着工 作 面 的 推进 ， 在 矿压 、 地压 的作 用下 ， 老 顶发 生周期 来 压 ， 破 断后 的规 则 岩块 沿 工作 面走 向形 成砌 体 梁 结 构 ， 在 工作 面端 头破 断形 成 弧形三 角块 。巷 道顶 板岩 层处
Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎｏ ． ５ ３ ３ Ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ． ２ ０ １ ３
现
代
矿
业
Ｍ ０ＲＤＥＮ ＭＩ ＮＩ ＮＧ
总 第５ ３ ３期 ２ ０ １ ３ 年 ９月 第 ９期
沿 空掘 巷 锚 网索 梁联 合支 护 技 术 实践
申方 明 张易 飞 岳修 宇 刘建 平
２ 窄 煤 柱 尺 寸 的确 定
合理 的煤 柱宽 度 直 接影 响 着巷 道 布 置 ， 能减 小
槽 预计煤 层 最大 倾 角 为 ９ 。 ， 最小倾角为 ０ 。 ， 平 均 倾
角为 ３ 。 。煤 层顶底 板 情况见 表 １ 。
煤柱 所承 受 的荷 载 ， 对 巷道 维 护 起 到 积极 作 用 。根
类 比法 提 出 了锚 网索 梁联合 支 护技术 ， 并 成功 应用 ，
伪 顶 泥岩 ０ ０ ． ５ ０ ． ２ ５
， ． ｓ ３． ｓ ｓ． ｓ ’
名称
类 别
—
最小 最大
平 均
…
描 述 …
… …４ ｓ ’ 嚣
黑色 ， 致密块状 、 含
植物化石及炭质 ， 随掘随落 ， 遇水泥化。
总第 ５ ３ ３期
现 代矿 业
２ ０ １ ３年 ９月第 ９期
对 煤柱 的侧 向约束力 ； ｏ ／ 为煤层 倾角 ； ｏ ｒ 为煤柱极 限 强度 ， Ｍ Ｐ ａ ； ／ ３ 为屈 服 区与 核 区界 面 处 的侧 压 系 数 ， ＝ ／ ｚ ／ （ １一 ） ， 为 泊 松 比； ０ 。 为 煤 体 与 顶 底 板 接 触 面摩擦 角 ， （ 。 ） ； Ｃ 。 为 煤 层 顶底 板 接 触 面 的黏 聚力 ， Ｍ Ｐ ａ ； ｙ ０ 为 岩层平 均体 积力 ， Ｍ Ｐ ａ 。 将 工作 面参数 “＝ ９ ． ８ ７ ２ ＭＰ ａ ， Ｍ ＝３ ． ５ ｍ， ｏ ／ ＝
强度 ， 同时 采空 区 内存 在 老 窑水 或局 部 瓦 斯 聚 集对
沿 空巷 道造 成威 胁 ； 如 沿 空 预 留煤 柱 过 宽 可 能使 巷 道 处 于应力 增高 区 ， 违 反 了巷道 处 于塑 性 应 力 降低 区的原 则 ， 增 加 了巷 道支护 难度 。国 内外 专家 通 过 数值模 拟 、 理论 计算 、 相 似模 拟等方 法对 沿空 掘巷 窄 煤柱 合理 宽度 进 行研 究 ， 并 在 工 程 实 践 中取 得 良 好 效果 。本 文结 合赵 固一 矿 １ １ ０ ３ １ — １工作 面 顺槽 实 际情况 ， 运用 平衡 理论 确定 了窄煤柱 宽度 ， 通过 工程
０ 。 ， ／ ｚ ＝０ ． ３ １ ， 卢 ＝０ ． ４ ５ ， Ｏ ｏ＝２ ２ 。 ， Ｃ ０＝２ ＭＰ ａ ， ｙ ｏ＝
（ 河 南煤 业化 工 集 团赵 固一 矿 ）
摘
要
运 用极 限平衡理 论 ， 结合赵 固一矿 １ １ ０ ３ １ — １轨道 顺槽 实际情 况 ， 最 终确 定 窄煤柱 宽 度
为８ ｍ。通 过 工程 类 比法 ， 提 出 了锚 网梯 ＋锚 索槽 钢 梁 ＋点锚 索补 强联 合 支 护方 式 ， 经过 两 个 月的 现场 观测 ， 顶底 板 最大收 敛量 为 ５ ０ ０ ｍｍ， 两 帮最 大收敛 量为 ４ ３ ０ ｍ ｍ， 两 月后 收百度文库 速率趋 于平缓 ， 此
・
】 ，
（ ３ ）
式中， 为 窄煤 柱 宽 度 ； Ｚ 为 上 区段 煤 体 塑 性 区宽
申方明（ １ ９ ８ ７ 一） ， 男， 助理工程师 ， ４ ５ ３ ６ ３ ４河南省新 乡市 。
度； ｚ 为考虑 安全 系 数 该 区宽 度 ； Ｚ ， 为锚 杆深 入 窄 煤柱 有效 长 度 ； Ｍ 为上 区段 平 巷 高 度 ； ｐ 为 采 空 区
期 望对其 他 类似 工程 有一定 的指导作 用 。
１ 工 程概 况 赵 固一 矿 １ １ ０ ３ １ ． １轨 道顺 槽 沿 二 煤 层 顶 板 掘
进， 东 为 回采 结 束 的 １ １ ０ ５ １工 作 面 ， 西 为 未 开 挖 的
１ １ ０ ３ １ ． １ 工 作 面， 北 为 东 翼 回 风 大 巷 。设 计 长 度 １ ３ ０ ４ ． ７ ６ ３ ｍ， 实 际工 程 量 １ ３ ０ ２ ． ２ ６ ３ ｍ。该 轨 道 顺
侧 存在 一个 相对 低 应 力状 态 的峰 后煤 体 ， 即煤 体
内的破裂 区和塑性 区 。巷 道 布置在 破裂 区和 塑性 区
内， 支护 荷载相 对较 低 ， 这 是沿 空掘 巷支 护的 主要力
学特 性 。
表 １ 煤 层 顶 底 板情 况
过 窄可 能使 锚杆 、 锚 索穿透 煤柱 ， 降低 锚 杆锚索 支 护
联 合 支护 方式 对掘进 回采起到 了积 极 的作 用。
关键 词 沿 空掘 巷
窄煤 柱
支护技 术 于上 覆岩 层结 构 固定结点 与铰 结点 之 间。在采 空 区
一
为 了减 小相 邻 区 段 工作 面 动 压 影 响 ， 赵 固一 矿
采 用 跳 采 方 式 进 行 开 采 。然 而 ， 预 留 的 工 作 面 成 “ 孤 岛 ”状 ， 应 力 集 中 系数 是 普 通 工 作 面 的 １ ． ５ 倍¨ Ｊ ， 沿 空成 巷 后 支 护 难 度 加 大 ， 如 沿 空 预 留煤 柱
据极 限平衡 理论 得 ：
Ｂ ＝Ｚ １＋ｚ ２＋ｚ ３ ， Ｚ ２＝０ ． １ ５ ～０ ． ３ ５ （ ｚ１ ＋ｚ ３ ）， （ １ ） （ ２ ）
沿 空 掘巷 沿 相 邻 区段 采 空 区边 缘 布 置 ， 上 区段 工 作面 回采 后 ， 老 顶形 成 “ ｏ ． Ｘ ” 破 断 。随着工 作 面 的 推进 ， 在 矿压 、 地压 的作 用下 ， 老 顶发 生周期 来 压 ， 破 断后 的规 则 岩块 沿 工作 面走 向形 成砌 体 梁 结 构 ， 在 工作 面端 头破 断形 成 弧形三 角块 。巷 道顶 板岩 层处
Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎｏ ． ５ ３ ３ Ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｍｂ ｅ ｒ ． ２ ０ １ ３
现
代
矿
业
Ｍ ０ＲＤＥＮ ＭＩ ＮＩ ＮＧ
总 第５ ３ ３期 ２ ０ １ ３ 年 ９月 第 ９期
沿 空掘 巷 锚 网索 梁联 合支 护 技 术 实践
申方 明 张易 飞 岳修 宇 刘建 平
２ 窄 煤 柱 尺 寸 的确 定
合理 的煤 柱宽 度 直 接影 响 着巷 道 布 置 ， 能减 小
槽 预计煤 层 最大 倾 角 为 ９ 。 ， 最小倾角为 ０ 。 ， 平 均 倾
角为 ３ 。 。煤 层顶底 板 情况见 表 １ 。
煤柱 所承 受 的荷 载 ， 对 巷道 维 护 起 到 积极 作 用 。根
类 比法 提 出 了锚 网索 梁联合 支 护技术 ， 并 成功 应用 ，
伪 顶 泥岩 ０ ０ ． ５ ０ ． ２ ５
， ． ｓ ３． ｓ ｓ． ｓ ’
名称
类 别
—
最小 最大
平 均
…
描 述 …
… …４ ｓ ’ 嚣
黑色 ， 致密块状 、 含
植物化石及炭质 ， 随掘随落 ， 遇水泥化。