近距离煤层下煤层回采巷道合理布置的研究
合集下载
我矿采空区下极近距离煤层回采巷道布置浅析
布置构成不利因素 。
３３ 上覆Ｋ ＿ 。 煤层 工作 面煤柱 集 中压力的影 响
Ｂ 为煤柱影响角 ，其值一般为２ 。５ 。 ５～ ５ ，此处 取最大值５ ｏ ５； ０ 的余角值 。 为Ｂ
则 Ｓ ．７ ２１ｍ ≥０５ ～ ．６
Ｋ。 煤层 被 采 出后 ，其 工 作 面 煤 柱 原 有 的 应 力 场 被 破 坏 ，采 空 区 上 方 岩 层 重 量 向 煤 柱 转 移 形 成 高 压 并 通 过 煤 层 底 板 传 播 到 煤 柱 下 方 附 近 的 一段 区域 ，形 成 应 力 增 高 区 ，特 别 是 Ｋ 煤 层
局部 留有煤柱未采 ，为走 向长壁式 回采 ，采空 底前进式掘进 ，后退式 回采 ，现所有巷道均 因 区管理为 自然垮落法 ，巷 道顶板 随回采 时的垮 采面结束而垮落报废 ，其底板即Ｋ 。 煤层顶板 已 落步距 而断裂或弯 曲下沉。下位煤层Ｋ 煤层厚 受炮掘影响产生次生裂隙而不完整 ，不利 于两 度１ ～ ． ． ３ ｍ，煤质较松软 ，煤层直接顶为灰 白色 层 巷 道重 叠布 置 。 ５ ０
即受 煤 柱 影 响 分 层 平 巷 应 布 置 在 煤 柱 线 外 ２１ｍ之外 ，巷道 受压 状 况 可 明显改 善 。 ．６
距 已采Ｋ 煤层距 离仅０ ～ ． ． １ ｍ，应力集 中程度 ６ ８ 较 高。如果 把巷道布置在 这些 区域 ，将 会 由于 支承压力 的影 响而使巷道支架遭 严重破 坏 ，使
巷 道产 生变 形 和破 坏 。
３ ４ 煤 柱影 响 角
４ Ｋ 煤层巷道布置 １
根 据 影 响Ｋ。 层 巷 道 布 置 的因 素 ，Ｋ 煤 。 煤层 开 采 不 宜 采 用 重 叠 式 的巷 道 布 置 。但 如 果 采 用
煤矿开采中的巷道布置及采煤技术解析
煤矿开采中的巷道布置及采煤技术解析摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。
目前，社会各界在煤炭资源中的需求量日益增加，我国大部分地区拥有着相对复杂的开采环境，煤矿企业需要对巷道引起高度重视。
在开展煤矿开采工作时，煤矿企业必须对巷道进行合理布置，引进先进的采煤技术，保证煤矿开采工作的安全开展，进而提高煤炭开采效率，创造出巨大的经济效益。
本文首先分析了采煤技术的发展情况，其次探讨了煤矿开采中的巷道布置，最后就煤矿开采中的采煤工艺进行研究，以供参考。
关键词：巷道布置；煤矿开采；采煤技术引言煤炭资源是我国当前主要的能源消费方式，基于我国广大的幅员，在不同地区的煤矿开采也面临着不同的情况和困难，需要结合当地煤炭的赋存条件，做好煤矿的巷道布置工作，借助先进的采煤技术提高煤矿开采的总产量。
为此，巷道布置工作的开展，需要结合多元因素进行考量，保障巷道通风性和运输稳定性，结合不同煤层赋存条件制定出完备的巷道布置方案。
1采煤技术的发展情况煤矿开采过程中，采煤技术的选择十分关键，但是由于作业环境复杂，容易受到煤层结构、地质条件和硬度等因素影响，导致采煤效率和质量下降。
放顶煤采煤技术优势鲜明，属于前沿技术，在实际应用中可以大大提升采煤效率，但是部分地区由于地质条件复杂，一定程度上遏制采煤技术优化改进。
当前激烈的竞争环境下，煤矿企业如何有效提升综合竞争优势，应积极推动煤矿开采技术创新优化，完善配套设备设施来优化采矿流程，提升开采效率同时，为企业带来更加可观的经济效益。
2煤矿开采中的巷道布置2.1近距离煤层巷道布置在煤矿开采过程中，为了有效提升开采效率和效益，保障作业全过程安全，一项重要内容则是做好近距离煤层巷道布置，结合实际情况优化改进，切实提升煤矿开采效率和效益。
近距离煤层巷道布置中，综合分析和考量下层顶板受力情况，规避上部煤层顶板冒落，全方位保障煤层作业安全、稳定。
另外，推行重叠式布置方式，在上下煤层回采巷道中设置长度相同的顶板，切实提升煤层开采效率。
近距离煤层上下层同时回采探讨
近距离煤层上下层同时回采探讨集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-近距离煤层上、下层同时回采探讨1上、下层同采方案的提出根据全国其它矿务局的实际开采，曾有过厚煤层进行分层开采，分层间铺网人工制造假顶进行上、下层同采过；而滴道煤矿十一井二斜右8路34#层，根据所揭露的煤岩层赋存条件，在8路～9路34#层外部，夹石厚度超过0.5m以上时，下分层已有一层0.5～2.5m的顶板，34#上、下层煤同时进行回采方案是可行的。
2方案设计首先，在二斜9路沿34#下分层进行掘送大巷至边界，送切割上山，进行回采；当夹石小于0.5m时，以此为界，9路34#层里部200m进行采全层，外部所剩500m进行上、下层同时回采，回采布置如图1。
上分层巷道布置：在34#下分层掘斜上，见34#上分层后，沿34#上分层掘送上分层切上，然后，在切上以外距切上60m处重新掘斜上、顺槽，并与切上贯通；回采时，顺槽设一部SGW-40T/60刮板输送机运输，斜上采用搪瓷溜子直接搭接在平巷胶带输送机，通过胶带输送机运至煤仓；斜上、顺槽超前工作面。
34#下分层直接掘切上，并滞后34#上分层工作面40～60m进行回采，如图2。
3顶板压力计算及支护设计3.1上分层顶板压力计算图1回采布置平剖面图图2上下分层回采步距剖面图（1）顶板压力P=1/(K-1)H·K1·K2=8.98MPa式中P——顶板压力MPa；K——顶板岩石冒落后的碎涨系数；H——最大采高；ρ——顶板岩石冒落高度范围内的平均容重；K1——动载系数，取1.3~1.6K2——悬顶、片帮系数；K2=（L1+L2+L3）L1=1.17(2)支护密度（强度）工作面的理论支护密度n1=P/·c=0.32式中P——计算顶板压力；——单体液压支柱额定阻力；c——单体液压支柱性能参数。
工作面的实际支护密度n2=N/（L1·E）=1.11式中N——最大控顶距内最小支柱根数；L1——作业规程规定的最大控顶距；E——工作面柱距（3）安全系数（n）n=n1/n2=3.53>23.2下分层顶板压力计算下分层的顶板压力为夹石灰石的重量与上分层冒落高度范围内岩石的重量之和。
采空区下方近距离回采巷道合理布置及支护对策研究
煤矿 现 代化
２ ０ １ ３ 年第３ 期
总第１ １ ４ 期
采空 区下方近距离 回采巷道合理布 置及支护对 策研 究
周 长凯
（ 徐州大屯工程咨询有 限公司 ， 江苏 徐 矿 １ １ 号 煤层 为矿 井新 开采煤 层 ， 由于其上 部 ９号 煤层 与之 相 距 较近 ， 煤 层 开采接 替 时 间短 ， 因此 １ １号煤 层 的 回采巷 道将 受上部 煤层 开 采的 影响 ， 为避 免 巷 道 变形破 坏 严 重 ， 须 合理 布 置巷 道位 置 ， 经过 理论 分 析 回采 引起 的采 场周 围支承 压 力的分 布 与煤 柱作 用 下底 板岩 层 内的应 力分 布 ， 结合 实践 综合 比较 了两种巷 道 布 置方 案 ， 最终将 回
中煤平朔分公 司安家岭二号井煤矿生产能力为 １ ０ ０ ０万 ， 主要可采煤层为 ４ — １ 、 ９ 、 １ １ 号煤层 ， 现 ４ 号 和 ９号 煤 层 已处 于 回采 的 最后 阶段 ， 因 此对 １ １号 煤层 的开采迫在眉睫。由于 ９ 号煤层距离 １ １ 号煤层 较近 ， 并 且 ９号 煤 层 的 开采 与 １ １ 号 煤 层 的开 采 之 间 是 连续 进 行 的 ， 没 有 再 生 顶 板 的时 间 ， 因此 ， １ １号煤 层 基 本 上 是 在 ９号 煤 层 的 采 空 区 即跨 落 带 下 进 行 回 采的， 回采巷 道 受 上部 煤 层 开 采 的 强烈 影 响 ， 巷 道 开 挖后， 往 往 围岩 变 形 量 很 大 ， 漏顶 、 片帮 、 底 鼓严重 ， 巷 道支 护效 果 十 分恶 劣 。鉴 于 上述 特 点 ， 如何 合 理 布 置 回采 巷 道 ， 降低 巷 道维 护 费 用 ， 成 为矿 井 生 产 接替 期 间 的主要 研 究 问题 。安家 岭 二 号井 煤矿 把 １ １ 号煤 层 回采 巷 道 布 置在 ９号 煤 层 采 空 区下 进 行 试 验 研 究 并 取得 了较好 的效果 『 ｌ ＿ ２ 】 。
２ ０ １ ３ 年第３ 期
总第１ １ ４ 期
采空 区下方近距离 回采巷道合理布 置及支护对 策研 究
周 长凯
（ 徐州大屯工程咨询有 限公司 ， 江苏 徐 矿 １ １ 号 煤层 为矿 井新 开采煤 层 ， 由于其上 部 ９号 煤层 与之 相 距 较近 ， 煤 层 开采接 替 时 间短 ， 因此 １ １号煤 层 的 回采巷 道将 受上部 煤层 开 采的 影响 ， 为避 免 巷 道 变形破 坏 严 重 ， 须 合理 布 置巷 道位 置 ， 经过 理论 分 析 回采 引起 的采 场周 围支承 压 力的分 布 与煤 柱作 用 下底 板岩 层 内的应 力分 布 ， 结合 实践 综合 比较 了两种巷 道 布 置方 案 ， 最终将 回
中煤平朔分公 司安家岭二号井煤矿生产能力为 １ ０ ０ ０万 ， 主要可采煤层为 ４ — １ 、 ９ 、 １ １ 号煤层 ， 现 ４ 号 和 ９号 煤 层 已处 于 回采 的 最后 阶段 ， 因 此对 １ １号 煤层 的开采迫在眉睫。由于 ９ 号煤层距离 １ １ 号煤层 较近 ， 并 且 ９号 煤 层 的 开采 与 １ １ 号 煤 层 的开 采 之 间 是 连续 进 行 的 ， 没 有 再 生 顶 板 的时 间 ， 因此 ， １ １号煤 层 基 本 上 是 在 ９号 煤 层 的 采 空 区 即跨 落 带 下 进 行 回 采的， 回采巷 道 受 上部 煤 层 开 采 的 强烈 影 响 ， 巷 道 开 挖后， 往 往 围岩 变 形 量 很 大 ， 漏顶 、 片帮 、 底 鼓严重 ， 巷 道支 护效 果 十 分恶 劣 。鉴 于 上述 特 点 ， 如何 合 理 布 置 回采 巷 道 ， 降低 巷 道维 护 费 用 ， 成 为矿 井 生 产 接替 期 间 的主要 研 究 问题 。安家 岭 二 号井 煤矿 把 １ １ 号煤 层 回采 巷 道 布 置在 ９号 煤 层 采 空 区下 进 行 试 验 研 究 并 取得 了较好 的效果 『 ｌ ＿ ２ 】 。
近距离煤层采空区下回采巷道位置优化与控制
ｃ ａｅ ｅａｉ ｎ ｆｔ ｅ ｈ ｒｚ ｎ ａ ｉｔｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈｅ ｈ ｕ ａ ｅ ｒ ａ ｗａ ｎ ｈ ｄｇ ｆｉｓｕ ｅ ｉ ａ ， ａ ｄ ｕｌｔｄ ｒ ｌｔｏ ｓｏ ｈ ｏ ｉｏ ｔｌｄ ｓａ ｃ ｅｗｅ ｎ ｔ ａ ｌｇ ｏ ｄ ｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｅ ｏ ｔ ｐｐ ｒ ｐ ｌ ｒ ｎ ｌ
４ ４０ ） ５ ００
摘 要 ：通 过 理 论 分 析 、 实 验 室 实验 及 数 值 模 拟 分 析 相 结 合 的 方 法 ，针 对 汾 西 煤 业 集 团 贺 西 煤 矿 近 距 离煤 层 ３ ０ ４ ５工 作 面 运 输 巷 和 尾 巷 的 位 置 及 围 岩 控 制 等 问题 进 行 了 深 入 研 究 ，得 到 运 输 巷 与 上 部 煤 柱 边 缘 间 水 平 距 离 、上 部 煤 层 垂 直 距 离之 间 的 关 系 ， 确 定 了巷 道 的合 理 位 置 及
Ｖ０ ． ＮＯ ２ １ ２９ ． Ａｐ ． ０１ ｒ２ ０
近距 离 煤 层 采 空 区下 回采 巷 道 位 置 优 化 与控 制
张 辉 － 刘 少伟 ｌ， ，郑 新 旺
（ ． 金 诚 信 矿 业 建 设集 团 有 限公 司 ，北 京 １ １０ ８ ；２ 河 南理 工 大 学 能 源 科 学 与 工 程 学 院 ，河 南 焦作 ０ ０ ９ ．
ｔ ｅ ｔｃ ｌｄ ｓａ ｃ ｅｗｅ ｎ ｔ ａ ｌｇ ｏ ｄ ｙ ａ ｐ ｅ ｏ ｌｓ ａ ａ ｅ ｏ ｔ ｉ ｅ ｈｅ ｖ ｒｉａ ｉｔ ｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｈｅ ｈ ｕ ａ ｅ ｒ ａ ｗａ ｎｄ ｕ ｐ ｒｃ ａ ｅ ｍ ｒ ｂ ａ ｎ ｄ， Ｉ ｅ ｅ ｍｉ ｅ ｈ ｅ ｔ ｔｄ ｔｒ ｎ ｄ ｔ ｅ ｂ ｓ ｐ ｓｔｏ ｆｒ ａ ｗａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｓ ｈｅ ｅ ｏ ｈｅ ｄ ｓａ ｃ ｔ ｅ ｈ ｏ ｌｓ ａ ｅ ｈ ｎ ｉｇ， ａ ｄ ｌ ｉ ｏ ｉｉｎ ｏ ｏ ｄ ｙ ａ ｄ ｕ ｐ ￣ ｃ ｍ ｆ ｔ ｉｔ ｎ ｅ ｂｅｗｅ ｎ ｔ ｅ ｅ ａ ｅ ｍｓ ｗｈ ｎ ｃ ａ ｇｎ ｎ ａｄ ａ ｏ ｎ ａ ｉ ｏ ｈ ｕ ｅ ｕ ｎ ｒｖｎ ｎ ｕ ｐ ｒｉ ｇ ｏ ｈ ｏ ｄ ｙ ｆ ｕ ｄ ｔ ｎ ｆｒｔ ｅ ｓ ｂｓ ｑ ｅ ｔｄ ｉｉ ｇ ａ ｄ ｓ ｐ ｏ ｔｎ ｆｔ ｅ ｒ ａ ｗａ ． ｏ Ｋｅ ｒ ｓ： ｃｏ ｅ ｓａ ｃ ｏ ｌｓ ａ ；ｇ ｂ；ｄ ｓａ ｃ ｅ ｗｅ ｎ ｔ ｏ ｌｓ ａ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ｌ ｓ ｒｄｉｔ ｎ ｅ ｃ ａ ｅ ｍ ｏ ｉｔｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｗｏ ｃ ａ ｅ ｍ
改进近距离煤层回采巷道布置合理集中生产提高矿井经济效益
上 部煤层 （ 层 ） 八 同一 区段 和 下 区段 都 回采结 束 后 ，
才 能进行 掘 进 。其 它 区段 依 此 类 推 。 （ ： 果 下 注 如
关键词 ： 近距离煤层 ； 巷道 布置 ； 改进
中 图分 类 号 ：Ｄ ２ Ｔ ８２ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０５ ２９ （０ ０ ０ — ０ ０ ０ １０ ． ７ ８ ２ １ ）６ ０ ７ — ３
在矿井 设计过 程 中 ， 常会 遇到这 样 的课 题 ， 经 怎
可采 煤层 ， 中八 层 、 层 为 近距 离 煤层 ， 底 部煤 其 九 最 层 十层 为主采煤 层 。各 煤层 赋存情 况 ， 表 １ 见 。
巷 道布置 ， 合理集 中生 产 ， 高矿 井 经济 效 益 ， 提 降低
万 吨掘进 率和岩 巷工程 量 ， 少掘进 成本 ， 减 提高矿 井
资 源 回收 ， 尽早发 挥 各煤 层 的 生产 能 力 等这 一 系列
胶带运 输巷 与 轨 道 运 输 巷 之 间 的 煤 柱 达 ２ ． ５ ５ｍ。
的维修量 。
１ 近距 离煤层 回采巷道布置方案设计
１ １ 采区概 况 ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
上 部 以 一 ０ ２０ｍ标 高为界 ， 下部 以 一 ５ ３０ｍ标高
为界 ， 以 Ｆ 断 层为界 ， 以 Ｆ 左 右 断层 为界 。平 均倾 斜长度 ８０／， ０ １ ～翼 走 向长 度 ６ ０ｍ， 区共有 四个 １ ５ 采
表 １ 煤层赋存情况
样进 行近距 离煤层 回采 巷道 布 置 ， 能最 快 解 放底 才 部煤层 ， 合理 集 中生 产 ， 其是矿 井主 采煤层 在近距 尤 离煤 层底部 时 ， 个 问题 显 得 更 为 突 出。为 了解 决 这 这个 问题 ， 只有加快 上 部 煤层 尤 其 是 近距 离 煤层 的
四台矿近距离煤层开采下层巷道合理位置布置的数值模拟分析研究
一
仃 （ Ｌ １ 『 ） ３３ 三角形荷载作下的底板 力 ．
见 图 ３ 。
Ｉ
ｃ ４ ）
面应 力 ， 平面应变 ， 轴对称及 三维模型计算 。此软件被广 泛用 于 挡土墙 ， ， 坝体 边坡 ， 隧道 ， 器试验等 岩土结构 的应力 、 形 加速 变 及垮落分析 。 ４３ 计算过程与结果分析 ． 若将 巷道 开挖在应力 集中 的煤壁下方 ，将导致巷道位 于高 应力 区而使得巷道开挖及维护困难 。 因此 ，我们 主要考 虑巷道 开挖 在采 空区下方 ， 研究 内容为距上方煤壁合 理 的水平距离 的 计算 过程 。 共建立了下层轨道顺 槽距上层煤壁水 平距离为 ２ｉ、 ｎ ３ ４ｍ、 ６ ５ｍ、 ｍ、 ｍ和下层皮带顺 槽距上层煤壁水平距离为 ４ｉ、 ｎ
１ 模拟 分析煤 层基 本 地质条 件
由于 下层巷 道合 理位 置 的问题是 煤 炭开采 中普遍性 的问 题 ， 目的是得 出一可行 的方法 ， 其 能将此方法 推广到其他近距离 煤 层 的 开采 时 下层 巷 道 位 置 的确 定 。我 们 选 择 分 析 １ 与 １ １ ０ ２４ ４东部盘 区近距煤层 为依 据 ， 求得的煤 巷合理布置 的方法。 四台矿的 １ 和 １ 为近距离煤层 开采 。在 ４ ４东部盘 区 １ ２ ０ ８０ ４ ２面 区段 ， １层 煤层平均 厚度为 ２０ｍ，２ 层煤层平 均厚度 １ ． １ 为 ２２ｍ， ． 两煤层层 间距平均为 １ 煤层倾角为 ０ 一７ ， ２ｍ。 。 。平均为
４。 。上覆岩层为细砂岩 ， 粉砂岩 ， 中砂岩等 ， 煤层底板为 中砂岩 ， 两 煤层之间为粉砂岩夹层 。见表 １ 。
表 １ １ ０ ２ ４东部盘区煤层综合表
最
作用下的应力状况 ： 中应力影响及 分布应力影响 。而后者将分 集 为均布荷 载及三角形非均布荷载 。 ２１ 集中荷载作用下底板应力 ．
仃 （ Ｌ １ 『 ） ３３ 三角形荷载作下的底板 力 ．
见 图 ３ 。
Ｉ
ｃ ４ ）
面应 力 ， 平面应变 ， 轴对称及 三维模型计算 。此软件被广 泛用 于 挡土墙 ， ， 坝体 边坡 ， 隧道 ， 器试验等 岩土结构 的应力 、 形 加速 变 及垮落分析 。 ４３ 计算过程与结果分析 ． 若将 巷道 开挖在应力 集中 的煤壁下方 ，将导致巷道位 于高 应力 区而使得巷道开挖及维护困难 。 因此 ，我们 主要考 虑巷道 开挖 在采 空区下方 ， 研究 内容为距上方煤壁合 理 的水平距离 的 计算 过程 。 共建立了下层轨道顺 槽距上层煤壁水 平距离为 ２ｉ、 ｎ ３ ４ｍ、 ６ ５ｍ、 ｍ、 ｍ和下层皮带顺 槽距上层煤壁水平距离为 ４ｉ、 ｎ
１ 模拟 分析煤 层基 本 地质条 件
由于 下层巷 道合 理位 置 的问题是 煤 炭开采 中普遍性 的问 题 ， 目的是得 出一可行 的方法 ， 其 能将此方法 推广到其他近距离 煤 层 的 开采 时 下层 巷 道 位 置 的确 定 。我 们 选 择 分 析 １ 与 １ １ ０ ２４ ４东部盘 区近距煤层 为依 据 ， 求得的煤 巷合理布置 的方法。 四台矿的 １ 和 １ 为近距离煤层 开采 。在 ４ ４东部盘 区 １ ２ ０ ８０ ４ ２面 区段 ， １层 煤层平均 厚度为 ２０ｍ，２ 层煤层平 均厚度 １ ． １ 为 ２２ｍ， ． 两煤层层 间距平均为 １ 煤层倾角为 ０ 一７ ， ２ｍ。 。 。平均为
４。 。上覆岩层为细砂岩 ， 粉砂岩 ， 中砂岩等 ， 煤层底板为 中砂岩 ， 两 煤层之间为粉砂岩夹层 。见表 １ 。
表 １ １ ０ ２ ４东部盘区煤层综合表
最
作用下的应力状况 ： 中应力影响及 分布应力影响 。而后者将分 集 为均布荷 载及三角形非均布荷载 。 ２１ 集中荷载作用下底板应力 ．
极近距离煤层下分层回采巷道支护技术研究与实践
① ②
２ 支 护 方 式 研 究 分 析
基于 １ —＃ ３ ３盘 区 ５ １ 此段 ３ ０ 巷 ４３ 层 ０ ３ ５巷 ０ｍ
道顶 板超 薄 ， 在一 定 厚度 的伪顶 ； 接顶 又为 深 存 直 灰色 粉砂 岩 与灰 白色 中细砂 岩互 层 ， 且层 理发 育 。
收稿 日期 ：０ ７—１ ２０ ０—０ ８ 作者简介 ： 朱润生（９ ５一）男 ， １６ ， 山西 大同人 ， 大学毕业 ， 山西大同大学工学院教师。
厚度 为 ０ ０ －４ ７１ ， ．４ ． Ｔ 平均 厚度 为 ２ ６ １ 。 Ｉ ．３Ｔ Ｉ
工作 面， 位于辛庄回风斜井井 口以西 １０ Ｉ ８０Ｔ处。 １ 东北 部 为 ３ ３盘 区大 巷 ， 南 部 为 １—＃层 ３３ ０ 东 ４３ ０
盘 区 ８ １ 作 面 （ 掘 ）西 南 、 ３ ３工 未 ， 西北 部 为雁 崖 矿
摘
要 ：本文通过对 同煤集 团四老沟矿极近距 离煤层 下分层巷道支 护技 术研 究， 对层 间距为 ０ ８ ． Ｔ 下 ． ～２ ０Ｉ Ｉ
Байду номын сангаас
分层巷道采用双重组合 支护 方式， 成功地维护住 了巷道 顶板 ， 达到 了预 期的支护效 果。这对极近 、 距 离煤 近 层下分层掘进 工作 面的支护具有重要的应用和参考价值。
维 护难 度极 大 。
际掘进过程中， 预计揭露 ５ 条断层 ， 落差为 ０ ２ ．～ ０６Ｔ， ． １ 对掘进影响不大。该工作面上覆为 １—＃ Ｉ ４２
层采 空 区 ， 据 目前 观 察 发 现 ，４２＃层 ８ １ 根 １— ３５工 作 面积 水 已从 ５ １ 口密 闭墙 渗 出 ， ３５巷 推算 采 空区 内积 水 最 大 高 度 达 到 ４１， 水 量 约 ５万 ｍ ， Ｉ积 Ｔ ３ 给 掘 进带 来 了很 大难度 。 ５１ ３ ５巷掘 进 到 ２ ０１ 处 ， ４ Ｉ 钻探 顶 孔 探 知煤 层 Ｔ 间距 为 １５１， 进到 ４ ０１ 处 ， ． Ｉ Ｔ掘 １ Ｉ 钻探 顶 孔探 知 煤 Ｔ
２ 支 护 方 式 研 究 分 析
基于 １ —＃ ３ ３盘 区 ５ １ 此段 ３ ０ 巷 ４３ 层 ０ ３ ５巷 ０ｍ
道顶 板超 薄 ， 在一 定 厚度 的伪顶 ； 接顶 又为 深 存 直 灰色 粉砂 岩 与灰 白色 中细砂 岩互 层 ， 且层 理发 育 。
收稿 日期 ：０ ７—１ ２０ ０—０ ８ 作者简介 ： 朱润生（９ ５一）男 ， １６ ， 山西 大同人 ， 大学毕业 ， 山西大同大学工学院教师。
厚度 为 ０ ０ －４ ７１ ， ．４ ． Ｔ 平均 厚度 为 ２ ６ １ 。 Ｉ ．３Ｔ Ｉ
工作 面， 位于辛庄回风斜井井 口以西 １０ Ｉ ８０Ｔ处。 １ 东北 部 为 ３ ３盘 区大 巷 ， 南 部 为 １—＃层 ３３ ０ 东 ４３ ０
盘 区 ８ １ 作 面 （ 掘 ）西 南 、 ３ ３工 未 ， 西北 部 为雁 崖 矿
摘
要 ：本文通过对 同煤集 团四老沟矿极近距 离煤层 下分层巷道支 护技 术研 究， 对层 间距为 ０ ８ ． Ｔ 下 ． ～２ ０Ｉ Ｉ
Байду номын сангаас
分层巷道采用双重组合 支护 方式， 成功地维护住 了巷道 顶板 ， 达到 了预 期的支护效 果。这对极近 、 距 离煤 近 层下分层掘进 工作 面的支护具有重要的应用和参考价值。
维 护难 度极 大 。
际掘进过程中， 预计揭露 ５ 条断层 ， 落差为 ０ ２ ．～ ０６Ｔ， ． １ 对掘进影响不大。该工作面上覆为 １—＃ Ｉ ４２
层采 空 区 ， 据 目前 观 察 发 现 ，４２＃层 ８ １ 根 １— ３５工 作 面积 水 已从 ５ １ 口密 闭墙 渗 出 ， ３５巷 推算 采 空区 内积 水 最 大 高 度 达 到 ４１， 水 量 约 ５万 ｍ ， Ｉ积 Ｔ ３ 给 掘 进带 来 了很 大难度 。 ５１ ３ ５巷掘 进 到 ２ ０１ 处 ， ４ Ｉ 钻探 顶 孔 探 知煤 层 Ｔ 间距 为 １５１， 进到 ４ ０１ 处 ， ． Ｉ Ｔ掘 １ Ｉ 钻探 顶 孔探 知 煤 Ｔ
- 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)。
孟 鹏 飞
（ 山西阳城阳泰集 团 晶鑫煤业股份 有限公 司 ，山西 阳城 ０ ４ ８ １ ０ ０ ）
摘
要 以山 西灵石 华 苑煤 业 有 限公 司层 间距平 均 为 ５ ． ３ ２ ｍ的 ９ 、 １ ０ 近距 离煤 层 为研 究对 象 ，
通过数 值模 拟 ， 对 上煤层 回采后 采 空 区下方 下煤层 应 力分布 及 下煤层 回采 巷道 内错 布 置 不 同错 距 时 ，
第 ２期 ２ ０ １ ４年 ２月
・
山 西 焦 煤 科 技
Ｓｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｃｏ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ＆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｎｏ． ２ Ｆ ｅ ｂ． ２ ０１ ４
试验研究 ・
近距离煤层下煤层回采巷道合理布置的研究
２． ２ 模 拟 过 程
板 岩层 高 ４ ２ ． ０ ９ ｍ， 则模 型 高度 为 ７ ４ ． ７ Ｉ ｎ 。１ ０ 煤 层
厚度 ４ ． ２ ３ ｍ， 上距 ９ 煤 层 底板 ５ ． ３ ２ ｍ。９ 煤 工 作 面
建 好模 型后 ， 计算 初始 应 力 场 至 平衡 ， 先 回采 ９
煤 １个 工作 面到 ２ ０ ０ ｍ， 计算平衡后 ， 分 析 工 作 面 距 开切 眼 １ ０ ０ ｍ处 ， 位于 ９ 煤采 空 区下 ｌ ０ 煤层 在 工 作 面长 度方 向的应 力 分 布情 况 ； 接着开挖 １ ０ 煤 回采 巷
道， 并 支护 下煤 层 回采 巷 道 ， 考 虑下 煤 层 回采 巷 道 内 错 布置 分别 距上 煤层 回采巷道 水 平 距 离为 ６ ｍ、 ８ ｍ、
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ ２— ０ ２
作者简 介： 孟鹏 飞（ １ ９ ８ ３ 一） 男 ， 山西阳城人 ， ２ ０ １ ２年毕业于太原理工大学 ， 工程师 ， 主要从事煤矿生产管理工作
（ Ｅ—ｍａ ｉ ｌ ） ３ ６ ０ ８ ４ ８ ６ ０ ２ ＠ｑ ｑ ． Ｃ Ｏ Ｉ ］ ［ Ｉ
～
１ ． ４ ０ ｎ ｑ ＿ ， 平均 １ ． １ ２ ｍ， 直 接顶 为 Ｋ ２灰 岩 ， 底 板为 泥
岩、 砂质 泥岩 ， 且煤 层 层 位 稳 定 ， 厚度变化不大 ， 结 构 简单 ， 为 稳定 的 全 区 可 采 煤 层 ； １ ０ 煤层 上距 ９ 煤 层 ４ ． ３ ５～ ６ ． ２ １ ｉ ｎ， 平 均层 间距 ５ ． ３ ２ ｍ， 煤层 厚度 ３ ． ４ ５～ ４ ． ７ ５ ｍ， 平均 ４ ． ２ ３ ｍ， 煤层 顶 板为 泥岩 、 砂 质 泥岩 ， 底 板为 泥岩 、 砂质泥岩， 煤层 层 位稳 定 ， 为 稳 定 可 采
层（ ２ ５ ７ ． ９ １ ｍ） 的 重力 按 岩 层 平 均 容重 ２ ． ５ ＭＰ ａ ／ ｌ Ｏ ０ ｍ计 算 ， 按 均 布荷 载施 加在 模型 的上 部边 界 。模 型 的 ４个侧 面 为位 移 边 界 ， 约束 水 平 位 移 ， 底部 为 固定 边
界， 约束 水平 位移 和垂 直 位移 。
１ 工 作面概 况
表 １ 模 型 模 拟 的 煤 岩 层 物 理 力 学 参 数
岩石 容 重 抗 拉 强 度 弹 性 模 量 内聚 力 内摩 擦 角 名称 ／ ｇⅧ － ３ ／ ＭＰ ａ ／ ＭＰ ａ ／ ＭＰ ａ ） 泊 松 比
山西 灵 石华苑 煤业 有 限公 司 ９ 煤 层 厚度 为 ０ ． ９ ２
围岩 屈服破 坏 程度 进行 了分析 ， 确定 了下煤层 回采 巷道 内错 布置 的合 理位 置 ， 可 为类似 条件 煤 层 开采
提 供借 鉴 。
关键 词
近 距 离煤 层 ； 回采巷 道 ； 内错 布 置 ； 合 理位 置
中图分 类号 ： Ｔ Ｄ ８ ２ ２ ． ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ２—０ ６ ５ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２— ０ ０ ３ ８— ０ ３
２ ０ １ ４年 第 ２期
孟鹏飞： 近 距 离煤层 下煤 层 回采巷 道 合理 布置 的研 究 围以外 、
・ ３ ９ ．
１ ０ ｎ 、 ｌ ２ Ｉ ｌ ｌ ４种情 况 ， 模 拟 下 煤 层 同采巷 道 尺寸 为 宽 × ＝ ４ Ｉ ｎ ｘ ３ ． ６ Ｉ ｌ １ ． 支护参数为： 锚杆 ｄ ２ ０ Ｉ ｌ ｌ Ｉ １ １ 螺纹
煤层。
２ 数值模 拟 分析 ２ ． １ 数 值模 型 的建 立
根据 山西 灵 石 华 苑煤 业 极 近 距 离 ９ 、 １ ０ 煤 层 的 实 际地 质条 件 ， 采用 大 型岩 土工 程 计 算 软件 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ 建 立 弹塑性 材料 模 型 。模 型模 拟 的煤 岩 层 物 理力 学 参 数见 表 １ 。 模拟 ９ 煤 底板 ３ １ ． ４ ９ ｍ， 煤层厚度为 １ ． １ ２ ｍ， 顶
实际 长度 为 １ ５ ０ ｍ， 模 型在 工作 面 长度 方 向取 １ ５ ０ ｍ；
取工 作面 推进 长度 为 ２ ０ ０ ｍ， 模 型 在工 作 面推 进 方 向 取２ ０ ０ ｍ， 则模 型三 维 尺 寸 为长 ×宽 ×高 ＝ ２ ０ ０ ｍ× １ ５ ０ ｍ ｘ ７ ４ ． ７ ｍ。模 拟 ９ 煤 埋深 ３ ０ ０ ｍ， 其 余上 覆岩
２ ． ３ ． ２ 下 煤层 回采巷道 围 岩屈 服破坏 情 况分 析
铡， 长发 ２ ４ ０ ０ Ｉ ｌ ｌ Ｉ ｌ ｌ ， 问距 ９ ０ ０ ｈ ｉ ｍ， 排距 ９ ０ ０ ｉ ｎ ｎ ｌ ； 锚索
为ｃ Ｉ １ ７ ． ８ ｎ ｉ ｎ ｌ 的 ７股 钢 绞 线 ， 长度 ８ ２ ０ ０ ｎ ｌ ｎ ｌ ， 间 距
（ 山西阳城阳泰集 团 晶鑫煤业股份 有限公 司 ，山西 阳城 ０ ４ ８ １ ０ ０ ）
摘
要 以山 西灵石 华 苑煤 业 有 限公 司层 间距平 均 为 ５ ． ３ ２ ｍ的 ９ 、 １ ０ 近距 离煤 层 为研 究对 象 ，
通过数 值模 拟 ， 对 上煤层 回采后 采 空 区下方 下煤层 应 力分布 及 下煤层 回采 巷道 内错 布 置 不 同错 距 时 ，
第 ２期 ２ ０ １ ４年 ２月
・
山 西 焦 煤 科 技
Ｓｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｃｏ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｃｏ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ＆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｎｏ． ２ Ｆ ｅ ｂ． ２ ０１ ４
试验研究 ・
近距离煤层下煤层回采巷道合理布置的研究
２． ２ 模 拟 过 程
板 岩层 高 ４ ２ ． ０ ９ ｍ， 则模 型 高度 为 ７ ４ ． ７ Ｉ ｎ 。１ ０ 煤 层
厚度 ４ ． ２ ３ ｍ， 上距 ９ 煤 层 底板 ５ ． ３ ２ ｍ。９ 煤 工 作 面
建 好模 型后 ， 计算 初始 应 力 场 至 平衡 ， 先 回采 ９
煤 １个 工作 面到 ２ ０ ０ ｍ， 计算平衡后 ， 分 析 工 作 面 距 开切 眼 １ ０ ０ ｍ处 ， 位于 ９ 煤采 空 区下 ｌ ０ 煤层 在 工 作 面长 度方 向的应 力 分 布情 况 ； 接着开挖 １ ０ 煤 回采 巷
道， 并 支护 下煤 层 回采 巷 道 ， 考 虑下 煤 层 回采 巷 道 内 错 布置 分别 距上 煤层 回采巷道 水 平 距 离为 ６ ｍ、 ８ ｍ、
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３—１ ２— ０ ２
作者简 介： 孟鹏 飞（ １ ９ ８ ３ 一） 男 ， 山西阳城人 ， ２ ０ １ ２年毕业于太原理工大学 ， 工程师 ， 主要从事煤矿生产管理工作
（ Ｅ—ｍａ ｉ ｌ ） ３ ６ ０ ８ ４ ８ ６ ０ ２ ＠ｑ ｑ ． Ｃ Ｏ Ｉ ］ ［ Ｉ
～
１ ． ４ ０ ｎ ｑ ＿ ， 平均 １ ． １ ２ ｍ， 直 接顶 为 Ｋ ２灰 岩 ， 底 板为 泥
岩、 砂质 泥岩 ， 且煤 层 层 位 稳 定 ， 厚度变化不大 ， 结 构 简单 ， 为 稳定 的 全 区 可 采 煤 层 ； １ ０ 煤层 上距 ９ 煤 层 ４ ． ３ ５～ ６ ． ２ １ ｉ ｎ， 平 均层 间距 ５ ． ３ ２ ｍ， 煤层 厚度 ３ ． ４ ５～ ４ ． ７ ５ ｍ， 平均 ４ ． ２ ３ ｍ， 煤层 顶 板为 泥岩 、 砂 质 泥岩 ， 底 板为 泥岩 、 砂质泥岩， 煤层 层 位稳 定 ， 为 稳 定 可 采
层（ ２ ５ ７ ． ９ １ ｍ） 的 重力 按 岩 层 平 均 容重 ２ ． ５ ＭＰ ａ ／ ｌ Ｏ ０ ｍ计 算 ， 按 均 布荷 载施 加在 模型 的上 部边 界 。模 型 的 ４个侧 面 为位 移 边 界 ， 约束 水 平 位 移 ， 底部 为 固定 边
界， 约束 水平 位移 和垂 直 位移 。
１ 工 作面概 况
表 １ 模 型 模 拟 的 煤 岩 层 物 理 力 学 参 数
岩石 容 重 抗 拉 强 度 弹 性 模 量 内聚 力 内摩 擦 角 名称 ／ ｇⅧ － ３ ／ ＭＰ ａ ／ ＭＰ ａ ／ ＭＰ ａ ） 泊 松 比
山西 灵 石华苑 煤业 有 限公 司 ９ 煤 层 厚度 为 ０ ． ９ ２
围岩 屈服破 坏 程度 进行 了分析 ， 确定 了下煤层 回采 巷道 内错 布置 的合 理位 置 ， 可 为类似 条件 煤 层 开采
提 供借 鉴 。
关键 词
近 距 离煤 层 ； 回采巷 道 ； 内错 布 置 ； 合 理位 置
中图分 类号 ： Ｔ Ｄ ８ ２ ２ ． ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ ２—０ ６ ５ ２ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２— ０ ０ ３ ８— ０ ３
２ ０ １ ４年 第 ２期
孟鹏飞： 近 距 离煤层 下煤 层 回采巷 道 合理 布置 的研 究 围以外 、
・ ３ ９ ．
１ ０ ｎ 、 ｌ ２ Ｉ ｌ ｌ ４种情 况 ， 模 拟 下 煤 层 同采巷 道 尺寸 为 宽 × ＝ ４ Ｉ ｎ ｘ ３ ． ６ Ｉ ｌ １ ． 支护参数为： 锚杆 ｄ ２ ０ Ｉ ｌ ｌ Ｉ １ １ 螺纹
煤层。
２ 数值模 拟 分析 ２ ． １ 数 值模 型 的建 立
根据 山西 灵 石 华 苑煤 业 极 近 距 离 ９ 、 １ ０ 煤 层 的 实 际地 质条 件 ， 采用 大 型岩 土工 程 计 算 软件 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ ３ Ｄ 建 立 弹塑性 材料 模 型 。模 型模 拟 的煤 岩 层 物 理力 学 参 数见 表 １ 。 模拟 ９ 煤 底板 ３ １ ． ４ ９ ｍ， 煤层厚度为 １ ． １ ２ ｍ， 顶
实际 长度 为 １ ５ ０ ｍ， 模 型在 工作 面 长度 方 向取 １ ５ ０ ｍ；
取工 作面 推进 长度 为 ２ ０ ０ ｍ， 模 型 在工 作 面推 进 方 向 取２ ０ ０ ｍ， 则模 型三 维 尺 寸 为长 ×宽 ×高 ＝ ２ ０ ０ ｍ× １ ５ ０ ｍ ｘ ７ ４ ． ７ ｍ。模 拟 ９ 煤 埋深 ３ ０ ０ ｍ， 其 余上 覆岩
２ ． ３ ． ２ 下 煤层 回采巷道 围 岩屈 服破坏 情 况分 析
铡， 长发 ２ ４ ０ ０ Ｉ ｌ ｌ Ｉ ｌ ｌ ， 问距 ９ ０ ０ ｈ ｉ ｍ， 排距 ９ ０ ０ ｉ ｎ ｎ ｌ ； 锚索
为ｃ Ｉ １ ７ ． ８ ｎ ｉ ｎ ｌ 的 ７股 钢 绞 线 ， 长度 ８ ２ ０ ０ ｎ ｌ ｎ ｌ ， 间 距