采掘相向沿空掘巷平衡支护技术研究与应用下载

weixin_39821260 2020-10-02 11:00:29

针对采掘相向条件下沿空掘巷受上工作面采动影响的问题,提出了沿空掘巷平衡支护技术。运用理论力学和数值模拟方法分析巷道围岩的受力与变形,并将3种设计支护方案进行对比分析。结果表明:超前支撑压力和侧向支撑压力在巷道沿空侧应力集中明显;在顶板支护强度相同的条件下,适当减小帮部锚杆间距能够减小两帮移近量;适当增大沿空帮的支护强度,能够促进巷道整体的平衡。针对该支护系统,在实际推广应用中应进一步加大帮部支护强度。
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针对采掘相向条件下沿空掘巷受上工作面采动影响的问题,提出了沿空掘巷平衡支护技术。运用理论力学和数值模拟方法分析巷道围岩的受力与变形,并将3种设计支护方案进行对比分析。结果表明:超前支撑压力和侧向支撑压力在巷道沿空侧应力集中明显;在顶板支护强度相同的条件下,适当减小帮部锚杆间距能够减小两帮移近量;适当增大沿空帮的支护强度,能够促进巷道整体的平衡。针对该支护系统,在实际推广应用中应进一步加大帮部支护强度。

以付村煤矿3上411工作面沿空巷道掘进期间受3上408工作面回采动压影响为研究背景,通过理论分析及计算得出窄煤柱的合理尺寸为4.745.53 m。利用FLAC3D软件对不同宽度煤柱条件下的8种方案进行数值模拟并对模拟结果进行对比分析,最终确定窄煤柱的最合理宽度为5 m。

针对矿井开采深度的增加、采掘衔接紧张的问题,聚隆矿业有限公司在2120工作面风巷掘进过程应用窄煤柱沿空掘巷技术,在采空区侧布置工作面,合理确定煤柱的尺寸、巷道断面形状、支护形式和施工方法。实践表明,该技术减少了煤炭资源损失,确保采掘正常衔接,经济效益和社会效益显著。

为解决团柏煤矿坚硬顶板条件下沿空掘巷支护密度高、掘进速度慢、回采期间需返修,影响矿井采掘衔接和企业效益的技术难题,通过对矿井掘进和回采巷道采取现场调研、地质力学测试、理论分析、数值模拟等方法,研究了坚硬顶板沿空掘进巷道围岩应力分布及变形破坏机理,提出了高预应力锚网梁索联合支护技术。应用效果表明:坚硬顶板沿空掘进巷道采用高预应力锚网索联合支护技术掘进期间两帮无回缩,回采期间两帮最大移近量为85 mm,满足了巷道掘进、回采期间的正常使用,掘进速度提高25%,支护材料费用降低2.34%.高预应力锚网索联合支护技术提高了巷道支护结构的整体性及巷道单进水平,降低了支护材料成本,避免了坚硬顶板邻空掘巷回采期间的返修。

以付村煤矿3上411工作面运输巷掘进期间受3上408工作面采动动压影响为背景,对3上411运输巷迎3上408回采工作面掘进过程进行数值模拟分析。根据应力监测结果将动压影响巷道分为3段,并对其进行动态分段围岩控制:实体煤掘进段采用锚网索梁联合支护,锚索采用平行交错式三花布置方式;动压剧烈影响段在实体煤掘进段的基础上加大支护密度,为了增加锚杆的整体性和整体支护强度,顶板和两帮的锚杆采用Ф14 mm钢筋梯连接,锚索采用平行五花式布置方式;采后稳定段受动压影响较小,为加快掘进速度采用锚网喷支护。现场监测表明,3上411运输巷顶底板和两帮位移均小于200 mm,有效地控制了采掘相向动压巷道的围岩变形。

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