采空区下近距离特厚煤层回采巷道失稳机理及其控制

论文摘要

采空区下近距离煤层开采时,下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层相邻工作面动压的影响,针对孙家沟煤矿特厚煤层放顶煤工作面13311回风巷严重的冒顶、两帮内挤和底臌等变形破坏现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨了回采巷道失稳机理及主要影响因素。研究表明,13311回风巷变形失稳主要影响因素为迎邻近工作面回采动压掘进、巷道布置方式和巷道支护参数不合理。与上层煤回采巷道垂直布置、巷道支护强度低且迎采动掘进时,下层煤回采巷道容易失稳。为改善13313回风巷围岩稳定性,有效控制巷道变形,根据试验巷道围岩物理力学性质及受力特征,研究提出了有针对性的解决方案:首先改进巷道布置方式,将下煤层回采巷道布置在采空区下,且应距离上煤层采空区遗留煤柱不小于20 m;其次增大护巷煤柱宽度,把区段护巷煤柱宽度增加到20 m以上,减少迎采动掘进动压的影响;最后,采用高预应力全锚索加强支护,提高锚杆锚固段的整体性及其承载能力。据此,在13313回风巷进行了工业性试验并进行了巷道矿压观测,结果表明:经受相邻13311工作面回采动压影响后,区段煤柱整体完整,具有良好的承载性能;锚索受力达到了250～300 kN,约为其破断力的50%,锚索受力增长平稳,较好地控制了巷道离层和围岩变形;13313回风巷顶底板移近量为400 mm左右,两帮移近量为300 mm左右,巷道围岩变形量得到了有效控制,保证了巷道的整体稳定性,取得了良好的支护效果。但是,采用该种巷道布置方式,下层13号煤层13313工作面回采时,因工作面上方11号煤层区段煤柱集中应力的影响,对其顶板和煤壁管理提出了更高的要求,需引起高度重视。

论文目录

• 1 采空区下回采巷道稳定性影响因素
•   1.1 工程概况
•   1.2 回采巷道失稳主要影响因素
•     1.2.1 巷道布置
•     1.2.2 与邻近工作面对采对掘的影响
•     1.2.3 相邻工作面回采侧向支承压力的影响
•     1.2.4 支护方式及参数
• 2 回采巷道稳定性研究
•   2.1 13号层煤层回采巷道布置方式
•   2.2 数值分析
•     2.2.1 回采巷道位置
•     2.2.2 区段煤柱宽度数值分析
•     2.2.3 巷道布置和顶板支护方式优化
• 3 现场工业性试验
•   3.1 巷道支护方案
•   3.2 煤柱受力监测分析
•   3.3 巷道围岩变形监测分析
• 4 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郝登云,吴拥政,陈海俊,褚晓威,李杨

关键词: 采空区,特厚煤层,回采巷道,失稳,锚杆支护

来源: 煤炭学报 2019年09期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 天地科技股份有限公司开采设计事业部,煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,山西世德孙家沟煤矿有限公司,中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院

基金: 国家自然科学基金面上基金资助项目(51774186)

分类号: TD353

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2019.0217

页码: 2682-2690

总页数: 9

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