上层煤柱下回采巷道布置位置及支护技术研究
煤矿采区上山的巷道布置分析

(作者单位:七台河市茄子河区煤炭生产安全管理局)煤矿采区上山的巷道布置分析王长仁◎采区上山是采区范围内联系矿井开拓巷道和回采巷道的主要倾斜巷道,为采区运煤、通风、辅助运输、行人、排水等提供通道。
按用途的不同,采区上山可以分为运输上山、轨道上山、专用回风上山等;按照上山层位的不同,可以分为岩层上山、煤层上山以及穿层上山等;按照上山服务范围的不同,采区上山可以分为联合上山和单层上山,采区上山布置主要是确定上山的数目和位置。
一、采区上山数目一个采区至少要有两条上山,即运输上山和轨道上山。
其中,运输上山主要承担采区范围内倾斜方向的煤炭运输,一般兼作回风上山;轨道上山主要承担采区范围内倾斜方向的辅助运输,一般兼做进风、行人上山。
对高瓦斯矿井和有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险矿井的采区、开采容易自燃煤层的采区以及低瓦斯矿井开采煤层群和厚煤层分层开采采用联合布置的采区,《煤矿安全规程》规定采区内必须设置一条专用回风巷。
因此,联合布置的采区至少要设置三条上山,即运输上山、轨道上山和专用回风上山。
此外,对于生产能力大的厚煤层采区,或运输上山和轨道上山都布置在底板岩层中的采区,要设置一条煤层上山,用来提前探明煤层变化情况。
二、采区上山位置1.上山所在层位。
(1)煤层上山。
采区上山布置在煤层中,掘进容易,掘进速度快,掘进费用低,便于机械化施工。
同时,至回采巷道的联络巷道工程量少,生产系统相对简单,还可以起到补充勘探作用。
煤层上山的主要问题是维护困难,维护费用较高;为防止或减轻采煤工作面的采动影响,一般需要留设较宽的护巷煤柱,煤炭损失多;上山受煤层起伏和走向断层影响大,完全沿煤层布置时,上山起伏较大,辅助运输比较困难。
目前,随着煤巷支护技术、装备水平的提高及采区生产能力的不断加大,煤层上山的应用越来越广泛。
一般在煤层比较坚硬、顶底板比较稳定时,或采区服务年限较短时,宜选择煤层上山。
单层准备时,优先考虑把采区上山布置在煤层中。
煤矿巷道支护理论与技术及应用(康红普院士)

深部高应力、强烈动压影 响、松软破碎围岩巷道, 二次支护后仍出现变形破 坏,需三次、四次支护甚 至多次支护
二次支护图
巷道二次支护后变形破坏图
锚杆支护的本质作用与关键参数
围岩变形形式:不连续、 不协调变形;连续、整 体变形。锚杆主要对前 者起作用
锚杆预应力及扩散起关键作用: 大幅提高预应力,并实现有效 扩散,可抑制围岩不连续、不 协调变形
型钢支护
锚杆支护
锚杆支护
低强度锚杆
早期适用于简 单条件(5%)
高强度锚杆
不能满足困难 巷道支护
高预应力强力锚杆
解决复杂巷道支 护难题
锚杆类型
低强度 高强度 高预应力 高强度
直径/mm
14-20 18-22 20-25
拉断载荷/kN
50-120 120-200 200-400
预应力 /kN
0-10 10-20
5
高预应力施工 机具与工艺
提出单孔、多参数、耦合地质力学原位快速测试方法
单孔完成地应力、强度与结构及相互耦合关系测试
开发出配套测试仪器(2项发明专利)
岩层
封隔器
手动泵
油泵
储能器-2
传感器 储能器-1
采集仪 流量计
注水 管
升降 器
SYY-56型小孔径水压致裂 地应力测量装置,实现了 井下地应力快速测量
螺纹钢锚杆
扭矩螺母
锚杆支护构件
锚杆杆体及附件 锚固剂 护表构件(钢带、金属网) 锚索
复杂困难巷道对支护材料的要求
杆体不仅强度高,且延伸率大、冲击韧性高 有利于锚杆预应力与工作阻力扩散的护表构件
各构件力学性能匹配
可操作性
井下锚杆支护构件
经济性
煤柱工作面回采技术研究

煤柱工作面回采技术研究煤炭开采企业经过多年的发展基本都要面临一个问题,就是生产系统非常庞大,但可开采的煤炭储量却很少的困境。
因此,多数企业都从煤炭资源回收角度考虑对其进行回采,主要目的之一就是为了提高煤炭矿井的资源利用效率,试图更大幅度地延长矿井使用年限:主要方法是重新对煤柱工作面进行布置和回采。
实践证明,该种方法对进一步提高煤炭矿井利用率、煤炭储量有限情况下提高煤炭产量发挥了重要作用。
为保证煤柱工作面回采的安全,笔者就煤柱工作面回采过程的关键技术作简要的总结与探讨。
1煤柱工作面回采特征及生产作业组织1.1煤柱工作面回采生产特征煤炭工作面回采不同于首次开采,主要区别在于回采的工作面切眼较短,因此多采用中部斜切进刀技术回采,先后往返一个来回割煤一刀完成一个循环。
煤炭工作面回采过程中的前半部分割煤与后半部分放煤是分开进行的,满足一刀一放要求,并且回采过程中工作面人员作业的相互干扰大大减少。
回采过程中的循环次数要多于首次开采,一个圆班推进可以达到十二刀,最高时还可以达到十六刀。
1.2煤柱工作面回采生产组织首先,检查煤柱工作面通风系统情况,检查改进通风系统,想方设法加大工作面的通风量;其次,检查煤柱工作面空巷的漏风情况,尽量减少工作面空巷的漏风量,旨在满足煤柱工作面回采过程中的风量需要。
1.3煤柱工作面回采生产保证措施媒柱工作面开采多使用转载机,其桥身可利用长度一般为10.5米,简言之,就是一天缩一次皮带机尾只能满足十三个正规循环连续推进,而煤工作面正常回采可以达到十二个循环,最高可以达到十六个循环之多。
因此,为了更好地满足煤柱工作面回采生产需要,需要采取以下措施来保证生产的正常进行:第一,交叉作业方式生产;即生产作业与检修作业相互交义进行,间隔约两个小时,在完成两个生产循环进尺后由检修班进行一次的缩皮带作业。
第二,在回采割煤过程中最好机头甩刀、机尾临时多进刀二者同时进行。
2煤柱工作面回采矿压特征、围岩控制及空巷的加固2.1煤柱工作面矿压呈现特征如前所述,煤柱工作面回采具有切眼短、割煤推进速度快等特征。
综放工作面回采巷道联合支护技术研究

压的作用下, 渗透到裂隙中, 对破碎岩石进行粘结, 降低岩石 断面是较好 的支 护结构 。针 对回采巷 道底板遇水 软化 的围
杆、 锚索与 2U 5 型钢复合支护 , 可以满足 回采巷道使 用要求。
但下分层综放开采时 , 由于采深大 、 重复采动 , 造成 综放, 采取 对围岩应力高 、 围岩 巷道
破碎的综放 回采巷道进行 翻修 , 巷道支护断面如 图 1 所示 。
巷道变形破坏严重 , 一年 内回采巷 道需要 卧底数 次、 修一 扩
次, 严重制约着综放工作面的运料、 回风 , 巷道重复扩修 进 且 时, 时有煤炮声 出现 。尽管采取 了许多措 施 , 目前仍 没有 但 解决下分层综放 回采巷道的翻修支护问题。 1 综放回采巷道翻修支护技术 常村煤矿主要开采 2 、 —12—3煤层 , 现主采 2 煤层 , —1 煤层平均厚度 1m, 0 倾角 l。煤层 自然发火期 1 —3d 1, 5 0 。练放 工作面基本顶为砂岩 , 厚度 1m, 煤层顶 板 6m, 0 距 0 基本顶 以
直至扩到硬顶 、 硬帮的原则 , 2O 0 r 留 O 一30 m的让压空 间, a 种大范围预应力主动支护技术 , 它是将主体结构应力向深部 里 ,
维普资讯
6 2
童 舛技 撼晨
2 6 第4 0年 期 0
() 3 网的选用 。锚 固网用菱形 金属 网 , 网用 冷拔丝 金 铺 属网和塑料 网双层铺设 。
长钢绞线 , 端间锚 固长 08 .m。 . —12
厚煤层大采高工作面区段煤柱留设及巷道支护技术研究

1250mm,右帮(煤柱帮)围岩松动圈厚度为 1550mm,
而距离工作面测点距离为 180m 的测点左帮 (回采
帮)松动圈厚度值 1075mm,右帮(煤柱帮)围岩松动
圈厚度为 1225mm,受采动影响,左帮围岩松动圈范
围 厚 度 增 加 16.28% , 右 帮 围 岩 松 动 圈 厚 度 增 加
26.53%,从而可确定煤柱帮面受采动影响比左帮回
接收换能器同时安设在一个钻孔内,向孔内注满水耦 合,然后将发射和接收换能器从孔底向孔口每外移 20cm 测读一次。在上述选取五个测点钻取测试孔,结 合现场实际情况,需剪断部分锚网。每个测站布置 4 个钻孔且均与巷道轴线垂直,帮孔在巷道两帮腰线位 置上下各布置 1 个,孔深 4m,直径 42mm,孔底向下 倾斜 5°左右。钻孔完毕后,用高压水清空,为避免钻 孔塌落,及时用塑料管或铁管护壁,护壁长度从孔口 向内延伸 1m 左右。
煤矿现代化
2019 年第 2 期
总第 149 期
厚煤层大采高工作面区段煤柱留设及巷道支护技术研究
张辉
(西山煤电马兰矿 ,山西 古交 030200)
Байду номын сангаас
摘 要:针对某矿厚煤层开采时区段煤柱留设宽度较大现状,通过巷道围岩松动圈测试、理论计算的 方法初步确定了煤柱宽度,由数值模拟对比了不同煤柱宽度下其塑性区及垂直应分布情况,最终确定 合理煤柱尺寸。基于此提出了高预应力锚杆支护方案,有效控制了巷道围岩变形,减小煤柱尺寸并采 用合理支护方案可有效增加资源回收率,提高矿井经济效益。 关键词:厚煤层 ;煤柱宽度 ;松动圈测试 ;理论计算;数值模拟 ;高预应力 中图分类号:TD822 文献标识码:A 文章编号:1009-0797(2019)02-0023-04
回采巷道变形特征及支护技术研究

相沉 积 为 主 的 海 陆 交 互 相 含 煤 沉 积 煤 层 平 均 厚
1 . 9 6 m。2 煤 层 顶板 多 为粉 砂 岩 、 泥岩 , 灰黑 色 , 性
脆, 胶结 较好 。顶 板为 中等 冒落 , 较易 控制 。单 向抗 压 强度 为 3 6 . 7~ 5 1 . 4 MP a , 单 向抗 拉强 度为 1 . 0 8~
5 0 m m× 5 0 mm, 网片 规格 2 4 0 0 m m ×1 1 0 0 m m; 锚 杆 间 排距 均 为 1 0 0 0 mm; 锚 杆 角度 垂 直 岩 面 ; 锚 杆
预 紧扭 矩要 求 不低 于 3 0 0 N・ I n 。巷 帮 回采 面 侧 , 采 用f 2 j 2 0 mm ×2 . 0 I l l 玻璃 钢锚杆 , 用 3 0 0 m m ×2 0 0 mm× 5 0 m m 木托板 及塑 料 网护帮 , 其余 同煤柱 侧 。
2 0 1 3 年第 6 期
中州 煤 炭
总第 2 1 0期
回 采 巷 道 变 形 特 征 及 支 护 技 术 研 究
母 军
( 潞 安新 疆 煤 化 工 ( 集 团) 有 限公 司 , 新疆 哈密 8 3 9 0 0 3 )
摘要 : 以 常 兴煤 业长 兴矿 二采 区 2 1 0 6工 作 面 回采 工 程 为背 景 , 采用有限差分程序 F L A C ”数 值 模 拟 软 件 分 析 了 回采 工 作 面 巷 道 围岩 的 受 力 情 况 及 变 形 特 征 , 得 出: 常兴煤 业相邻工作 面对 2 1 0 6工 作 面 巷 道 的 采 动 影 响
作 者 简 介 :母 军 ( 1 9 7 4 一) , 男, 四川 渠 县 人 , 工程 师 , 1 9 9 6年 毕 业 于新疆煤校 , 现 从 事 煤 矿 技 术 管理 工作 。
采空区下方近距离回采巷道合理布置及支护对策研究

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 】 。
近距离煤层群煤柱下巷道锚杆支护技术研究与实践

近距离煤层群煤柱下巷道锚杆支护技术研究与实践道矿压显现规律的基础上,依托于山西离柳焦煤集团有限公司兑镇煤矿31102工作面运输顺槽实际情况,根据锚杆支护作用的机理,基于高预应力、强力支护理论,强调锚杆预应力及其扩散的决定性作用,进行巷道支护设计,通过矿压监测数据分析与信息反馈表明,采用高预应力、强力锚杆支护系统,能够有效控制巷道围岩,特别是两帮的强烈变形,并取得良好的支护效果。
关键词:巷道支护煤柱下高预应力矿压监测1 近距离煤层群煤柱下巷道矿压显现规律近距下部煤层巷道布置形式决定着工作面在整个回采期间巷道支护的难易程度。
目前近距离煤层群巷道布置根据下部煤层巷道和上覆煤层采空区之间的位置关系,主要有三种方式:内错式、重叠式和外错式。
与普通单一煤层开采相比而言,采取不同的巷道布置方式都不可避免的要受到上覆煤层开采矿山压力的影响,但是不同巷道布置方式都有其自身的特点。
内错式布置方式即为下部煤层回采巷道布置在上部煤层采空区下方的应力降低区内,巷道压力小,易于维护,缺点为煤柱大,资源浪费严重,回采率低;重叠巷道布置方式即为上下煤层回采巷道垂直布置,围岩应力处于内错式和外错式之间。
外错式布置方式是下部煤层回采巷道布置在上部煤层的煤柱下,其优点是下部煤层煤柱尺寸减小,回采率高,煤炭损失量小。
因此本文将探讨如何在近距离煤层群巷道采取外错式这种困难条件下巷道支护的有效手段。
2 工程概况兑镇煤矿位于山西省孝义市兑镇镇,是山西离柳焦煤集团有限公司下属主力矿井,年产120万t/a。
矿井埋深在250m左右,前期没有进行相关地应力测试工作,需要在下一步的工作进行进一步补充。
矿井目前主采三采区,31102工作面两条巷道采用外错法进行布置,工作面位于上部9#煤30902工作面的正下方。
31102工作面运输巷布置在30902和30904工作面残留煤柱正下方,而材料巷布置在30902工作面与一采区边界残留煤柱正下方。
30904工作面和30902工作面间留设大约13m的净煤柱,而30902工作面与相邻采区边界留大约25m净煤柱。
- 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)。
锚梁网支护作为一种主动支护形式,不仅能及时加固围岩,提高围岩的强度和承载能力,而且还能显著提高巷道支护效果,降低支护成本,减轻工人的劳动强度,加快巷道的成巷速度,提高巷道断面利用率及简化采煤工作面上下出口维护[1-3]。
近年来,顾北矿13槽煤巷锚梁网支护技术已经取得了成功。
然而由于1242(1)工作面开采的是11-2煤层,布置在开采13-1煤层的1232(3)工作面正下方,平均间距大约68m。
目前矿井对于多煤层缺乏开采经验,因此,开展回采巷道的矿压显现规律和支护对策研究,可以为淮南矿业集团顾北煤矿多煤层开采方法选择、生产系统布置、岩层控制方法、工作面合理开采顺序及区段煤柱留设等提供理论依据。
1工作面概况1242(1)工作面标高-645~-536.4m,地面标高+24.2m,属于北一(11-2)下采区,上侧(西侧)为1232(1)工作面,右侧(北侧)为11-2煤层露头、煤层风氧化带及11-2煤防水煤柱线,下侧(东侧)为顾桥顾北井田边界,工作面下顺槽与井田边界保留煤柱30m,左侧(南侧)为北一(11-2)下采区11-2煤胶带机上山及回风上山。
1242(1)工作面开采11-2煤层,11-2煤层为黑色,弱油脂~油脂光泽,夹少量镜煤条带,普氏硬度0.7~1.5,煤层厚度1.5~3.8m,平均厚度3.1m,煤层倾角2~12°,平均5°。
1242(1)工作面六线以北直接顶为泥岩~砂质泥岩,且向北有增厚趋势,厚度0~4.0m,平均厚度1.1m,六线以南直接顶以中细砂岩为主。
老顶为中砂岩,厚度9.97m,直接底为泥岩,厚度5.24m,老底为泥岩,厚度5.96m。
2回采巷道支护参数优化设计2.1 两巷支护载荷分析对于层状顶板实体煤巷道,巷道支护载荷按照岩层形变压力破坏假说确定[4]。
岩层形变压力破坏假说认为:能够承受上位岩层形变压力而不破坏的顶板岩层称为承载岩层,承载岩层下面的岩层的重量被确定为巷道支护的载荷。
所以,确定巷道支护载荷的关键就是要确定巷道支护的承载层。
设第n层岩层所能承受的最大载荷为qnmax,第n层所释放的形变压力为σ放n,第n+1层所释放的形变压力为σ放n+1,顶板岩层形变压力为P,若则第n+1层的变形释放被阻止,第n层岩层即为承载层。
以1242(1)两巷为设计对象,以六13钻孔资料为设计计算依据,11-2煤层顶板物理力学性质参数见表1所示。
表1 1242(1)两巷顶板岩层物理力学性质巷道地层压力P=rh=679×2.5×10-2=17MPa,巷道设计宽度4.8m, 考虑到11槽煤质松软,巷道掘进后煤帮松动,因此岩梁的计算尺寸L=6m(巷道两帮松动范围按0.6m考虑)。
因第1层直接面临巷道空间,可认为其形变全部释放,故第1层没有剩余形变压力,第1层所能承受的最大均布载荷:按照上述方法依次计算,第5层是承载层,故1242(1)两巷支护的载荷为第1~第4层岩层重量,岩层高度h=0.47+0.上层煤柱下回采巷道布置位置及支护技术研究刘乐枝1,21. 安徽理工大学能源与安全学院 2320012. 淮浙煤电公司顾北煤矿 232151DOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2010.19.0262+0.5+3.1=4.27m,岩层压力q=rh=4.27×25=107Kpa,每米巷道锚梁网支护的载荷p=q×L=107×6=642KN。
2.2 两巷锚梁网支护参数设计由上节分析可知,1242(1)两巷支护的载荷岩层高度h=4.27m,由于锚索锚固段必须位于顶板深部4.27m范围以外,且锚固段范围要达到1.5m左右,因此在此次方案设计中锚索长度设计为6.3m。
根据上述分析并借鉴临近的顾桥矿11槽煤巷锚梁网支护实践,如果1242(3)两巷锚杆排距初步设计为800mm,则每排锚杆与锚索的支护力应不小于513.6KN,按照锚梁网支护的组合岩梁理论计算,顶板岩层的压力主要由锚杆和锚索共同承担,如果锚杆间排距设计为860mm×800mm,则顶板支护的安全系数:N=aτ(1.4472d)2/qbsr + nQS/Q式中:QS-锚索额定承载力,选用直径18mm锚索,则QS=250KN;Q-顶板载荷,Q=513.6KN;a-锚杆有效长度,a=2.4m;τ-锚杆杆体材料的抗剪强度,τ=280Mpa;d-锚杆直径,d=20mm;b-巷道计算宽度,b=6m;s-顶板锚杆间距,s=860mm;r-顶板锚杆排距,r=800mm;n-每排锚索数目,n1=3(动压影响区段);n2=2(无动压影响泥岩顶板区段);n3=1(无动压影响砂岩顶板区段)。
将计算参数代入上式得:N1=2.4×280×103×1.44722×0.022/(107×6×0.86×0.8) + 3×250/513.6=2.73;N2=2.4×280×103×1.44722×0.022/(107×6×0.86×0.8) + 2×250/513.6=2.24;N3=2.4×280×103×1.44722×0.022/(107×6×0.86×0.8) + 1×250/513.6=1.75。
2.3 两巷锚梁网支护技术方案由于1242(1)运输顺槽和回风顺槽巷道断面完全一样,因此此次锚梁网支护设计中两巷方案基本相同。
而锚索布置则根据顶板岩性结构及巷道是否受动压影响采用分区段方法设计。
2.3.1 顶板支护顶板支护结构包括3部分:第一部分由锚杆和M5钢带组成。
M5钢带安装在巷道中部,每根M5钢带上安装6根锚杆,锚杆穿过M5钢带垂直锚入巷道顶板。
第二部分由14#槽钢和锚索组成。
动压影响区段:锚索按“3-3”布置,槽钢安装在巷道中部,并位于两根钢带之间。
槽钢梁长2.6m,每根槽钢梁上安装3根锚索,槽钢梁上所有锚索均垂直顶板布置。
无动压影响直接顶为泥岩区段:锚索按“3-0”布置,槽钢安装在巷道中部,并位于两根钢带之间。
槽钢长2.6m,每根槽钢梁上安装3根锚索,槽钢梁上所有锚索均垂直顶板布置。
无动压影响砂岩老顶直覆区段:锚索按“2-0”布置,槽钢安装在巷道中部,并位于两根钢带之间。
槽钢长1.9m,每根槽钢梁上安装2根锚索,槽钢梁上所有锚索均垂直顶板布置。
第三部分是12#金属网。
金属网紧贴顶板铺设,并沿纵向搭接,搭接长度100~150mm。
搭接处除用铁丝(14#)扎结外,还必须用钢带压茬。
2.3.2 巷帮支护巷帮支护包括2部分:第一部分由M5钢带和锚杆组成。
M5钢带沿巷道竖直方向铺设,高帮M5钢带长2.9m,低帮M5钢带长2.75m,其中,动压影响区段巷帮锚杆规格:Φ22×2200mm;无动压影响区段巷帮锚杆规格:Φ20×2000mm。
两帮每排均布置4根锚杆,为避免巷帮锚杆受巷帮M5钢带的剪切,巷帮钢带上锚杆均垂直巷帮锚入巷帮煤体。
第二部分是12#金属网。
金属网沿煤帮竖直铺设,并沿纵向搭接,搭接处用铁丝扎牢,并用钢带压茬。
在地质构造带区域调整锚梁网支护参数或采用U型钢架棚支护。
1242(1)两巷锚梁网支护设计见图1所示。
3回采巷道合理位置选择为减少上覆煤层开采后对下煤层工作面的影响,需解决好下煤层回采巷道的合理布置等问题,以实现下部煤层安全、高效开采[5-6]。
利用FLAC3D数值分析软件,分两类情况(一类情况为上覆煤层开采时留设20m煤柱,另一类情况为上覆煤层开采时留设4m煤柱)分别讨论了下煤层巷道采用外错式、重叠式、内错5m、内错20m几种布置方式时巷道的围岩变形破坏特征。
限于篇幅限制,本文仅列出了留设20m煤柱,下层煤回采巷道采用外错式布置时的围岩变形破坏特征。
1232(3)工作面回采后,在1242(1)工作面回采时回采巷道支承压力分布云图如图2所示,支承压力分布如图3所示。
从图2可见,在1242(1)工作面回采时,上覆煤层中所留煤柱内的支承压力将通过煤层底板传递到1242(1)回采工作面,使得1242(1)工作面回采巷道处于支承压力集中区。
从图3可以看出,在工作面距离测点大约80多米处测点应力开始缓慢增加,在工作面推进到距测点50m时,支承压力增加明显,在工作面距测点大约15m处支承压力达到峰值39.6MPa,峰值应力集中系数达到2.58。
回采巷道垂直位移分布云图如图4所示,巷道变形特征如图5所示。
从图中可以看出,顶板下沉量和两帮移近量均随工作面的推进逐渐增大,当测点距离工作面煤壁大约50m时,随工作面继续推进,巷道顶底板位移和两帮位移变化加剧,受上覆煤层开采后所留煤柱上的支承压力向下传递的影响,回采巷道的变形量很大,顶底板累计位移量达到372mm,两帮累计位移量达到410mm,并且在1242(1)回采工作面推进工程中,巷道两帮位移大于顶底板位移。
通过对回采巷道不同布置位置的数值模拟分析,可以得到:(1)上覆煤层开采时留设20m煤柱,采用外错式布置时支承压力峰值、应力集中系数、顶底板移进量、两帮移进量最大,采用重叠式和内错距5m时次之;采用内错距为20m时最小。
即,采用外错式布置巷道时,矿压显现最剧烈,采用重叠式和内错距为5m的巷道布置方式,矿压显现较剧烈,而采用内错距为20m的布置方式时,矿压显现较小。
(2)上覆煤层开采时留设4m煤柱,采用外错式、重叠式、内错距5m和内错距20m的巷道布置方式时,支承压力峰值和应力集中系数,以及回采巷道顶底板和两帮累计位移量基本接近,变化不大。
(3)上覆煤层开采时留设4m煤柱与留设20m煤柱相比较,下方煤层中采用的四种巷道布置方式,当下煤层开采时在回采巷道内造成的支承压力,巷道顶底板位移和两帮位移都要小得多。
(4)在上覆煤层开采后,要根据上下煤层开采的时空关系来合理布置下部煤层的回采巷道,并尽量避免在煤柱正下方布置巷道和进行回采工作。
在上覆煤层开始时采用留小煤柱和无煤柱开采,或者采用内错距大于20m的方式布置巷道,以利于下煤层开采时巷道的布置和维护,减少煤柱损失,提高回采率,实现安全高效开采。
4 回采巷道支护效果监测为了监测锚梁网支护效果,研究支护参数的合理性,观测内容应围绕锚杆的受力状态和顶板离层开展,监测的核心是判断顶板锚固区内、外是否发生离层,除直接采用顶板离层仪观测外,一般应结合巷道表面收敛值的变化情况综合判定。
顶底板与两帮相对移近量监测结果表明:由于1242(1)回采巷道锚杆支护系统有效地控制住了巷道顶板离层及扩容现象,因此在整个巷道服务期间内,无论是泥岩顶板区段还是完整砂岩顶板区段,无论是动压影响区段还是无动压影响区段,巷道围岩的变形量均较小,说明该巷道锚杆支护设计方案合理,锚杆支护系统有效控制了巷道围岩变形。