矿井综放工作面沿空留巷技术及矿压显现规律探析.pdf
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1、矿井综放工作面沿空留巷技术及矿压显现规律探析雷雨龙,李赵岩(黄陵矿业公司,陕西延安7 2 7 3 0 7)摘要:本文研究在工作面回采作业中采用沿空留巷技术在综放工作面的矿压显现情况。基于黄陵矿业某矿111工作面的工程概况与支护情况,结合沿空留巷技术,在111工作面巷道内沿空留巷内布设“十字交叉法”测点,并设置信号柱,对该留巷的围岩变形收敛情况进行监测,得出留巷滞后回采工作面2 0 4 0 m时开始出现巷道压力显现;当留巷滞后回采工作面14 0180m时,巷道的变形量达到最大,巷道压力几乎处于峰值;当留巷滞后回采工作面2 0 0 2 6 0 m时,巷道压力开始趋于稳定。通过了解巷道矿压显现与变形
2、情况,为沿空留巷的设计优化与巷道内的临时支护优化提供依据。关键词:综放工作面;沿空留巷;巷道变形;矿压显现中图分类号:F406.3;TD3531工程条件及支护概况1.1 工作面概况111工作面的走向长度为2 0 6 m,可开采的长度为1392.5m。煤层的埋藏深度为3 15 3 7 0 m,煤层厚度的平均值约为6.5m,倾角的范围一般0 10,平均倾角为4,煤层的普氏硬度系数在13 之间,煤层以较稳定的状态存在,且结构稳定。煤在自然发火倾向上属于级,为难发火煤层。为适应该工作面的通风要求,在111工作面采取二进一出的“Y”形通风模式。1.2巷道支护概况顶部锚杆(索)支护。111胶带巷原有的巷道
3、剖面为5.5m3.5m的长方形,在巷道的上部布置7 条MSGLW-335/202400的左向无纵筋螺旋钢锚,其间距为8 0 0 mmx900mm,在垂直巷的上部布置4 条SKP21.8-1/1860-9300mm的锚链,其间距为150 0 mmx1800mm。帮部锚杆支护。在111胶带巷原有的外顶煤柱边帮部位,4 个MSGLW-500/222400左转无纵筋螺旋钢锚在采场边帮部位,4 个MGLW-500/222000左转无纵筋螺旋钢锚在采场边帮部位,支护之间的间距都为 90 0 mmx900mm。2柔模巷旁沿空留巷技术2.1巷旁沿空留巷支护参数巷旁支撑,是在巷道剖面与采空区接触面上设置的一种特
4、殊形式的支撑体或人造间隔体,用于隔断采空区顶板、隔绝采空区或减轻巷中的支撑体等。通过陕西开拓建筑科技有限公司的研究,并参考已有研究成果和应用经验,最后选择111工作面胶带34文献标识码:B文章编号:10 0 8-0 155(2 0 2 3)13-0 0 3 4-0 3巷侧支撑体系,即以三维编织结构的软模和对拉锚杆为加强体,以采矿用的高性能混凝土为基础,通过试验研究,验证了三维编织结构的混凝土支撑体系的可行性。三维纺织结构柔性模板。本项目拟以陕西开拓建筑科技有限公司研发的矿井软模为研究对象,以加筋纤维布为外层,内层拉筋为内层,形成一种封闭式立体编织结构,其形状与支撑体相同,为支撑体预成形,并在其
5、上设置了自闭式灌注孔及紧固件,质量轻、强度高、施工简便。矿用高性能混凝土。该产品由陕西开拓建筑科技有限公司研制,在长距离运输方面优势明显,具有自密实、高强度等特点,有良好的自密实性能。混凝土强度等级在C50以上。对拉锚栓。锚栓的杆体是一种热处理的左旋无纵肋螺纹钢筋,钢号是50 0,杆的直径为2 2 mm,杆的长度为17 0 0 mm,杆的两头都是带着螺纹的,杆尾的螺纹公称直径为M24,它是通过滚压加工的方法形成的,杆尾的螺纹长度为12 5mm。每一行安装5个螺栓,间距为7 50 mmx750mm,均与墙壁垂直安装。2.2柔模巷旁沿空留巷施工工艺柔模混凝土沿空留巷的施工过程,涉及干混合料的制备和
6、运输、井下混凝土的制备和运输、待浇筑空间的围护、柔性模板的安装和混凝土浇筑等多个重要工序。2.3待浇筑空间挡研支架围护111煤层沿空留巷采用ZRL11620/25/42型排研架,并配合软模支护工艺,设置于111煤层3 号支架后。ZRL11620/25/42型排研支架为两组一架,用于保护采空区一侧的待灌空隙。本项目研究成果可用于留巷的柔性支护,具有自主移架、支护采空区和隔离工作空间等作用,可使柔性支护过程机械化、自动化,从而提升柔性支护的工作效率,减轻工作负担。2.4超前工作面临时加强支护111胶带巷在前方50 m以内,沿道方向进行“单柱+型钢”的临时加固,支架间距90 0 mm,前方3 0 m
7、以内采取“一梁三柱”支护,前方3 0 50 m采取“一梁两柱”支护,型梁身长4 6 0 0 mm,D W4 0-2 50/110 X 型单柱,单柱上必须系上放倒绳。2.5滞后工作面临时加强支护在滞后工作面3 0 0 m的区域,沿着巷道的方向,采取“单体液压支柱+型钢长梁”的方法,提高支护能力,其棚距为90 0 mm,每排4 根单体液压支柱。型梁的长度为4 2 0 0 mm,第一个单体液压支柱与岩壁相隔300mm,第二个与岩壁相隔10 0 0 mm,第三个与岩壁相隔2000mm,三个单体液压立柱与岩壁保持一致的3 角。第四个单体水力支撑离顶板约4 0 0 0 mm,并在工作面上与工作面有3 的倾
8、角。采用DW40-250/110X型单柱,单柱的初支撑压力不低于14.8 MPa。3沿空留巷矿压监测方案沿空留巷矿井压力监测的目的是发现并总结回采巷及沿空巷矿井压力的变化规律,及时采取相应措施,保证沿空留巷的正常运行,保证工作面的安全;通过分析不同采动条件下的矿压变化,得到煤层巷道的稳定状态,为沿空留巷支护的优化提供依据 2-4 1。3.1 矿压监测目的本项目拟采用现场观测的方法,对采场围岩的收敛性和变形进行实时监控,以揭示(或)探明采场围岩在开采和留巷期间对沿空巷道的矿压显现特征,为合理选择沿空留巷的临空加固支护区域奠定基础。本课题拟采用现场监测技术,研究采掘和留巷条件下,沿空巷道顶板和两侧
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