邻近工作面动压影响巷道围岩控制技术研究 (1).pdf
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1、2023年第3 期江西煤炭科技1采矿技术邻近工作面动压影响巷道围岩控制技术研究陈璐(阳泉煤业(集团)平定东升兴裕煤业有限公司,山西平定0 450 0 0)摘要:平兴煤业1510 3 进风巷掘巷阶段在邻近工作面采动影响下变形破坏严重,通过钻孔窥视、理论分析表明:采动影响下巷道围岩松动圈发育深度达到3.6 3.9m,原有支护存在两帮支护强度较低、锚索锚固性能差等问题。为解决前述问题,重新设计异形锚索补强支护方案,相对于补强支护前,两帮移近量减小54%,顶底板移近量减小40%,巷道表面变形量在合理范围内,应用效果良好。关键词:综放工作面;沿空巷道;采动影响;钻孔窥视;异形锚索中图分类号:TD322S
2、tudy on Control Technology of Roadway Surrounding Rock Affected by Dynamic Pressure of Adjacent Working Face(Dongsheng Xingyu Coal Industry Co.,Ltd.,Yangquan Coal Industry Group Co.,Ltd.,Pingding,Shanxi 045000)Abstract:Aiming at the serious deformation and damage with 3.6-3.9 meter development depth
3、 of the loose circle of the roadwaysurrounding rock under the mining impact in the adjacent working face and low support strength of two sides and poor anchorageperformance of anchor cables during the roadway excavation at 15103 air inlet roadway of Pingxing Coal Industry Co.,the authorproposes the
4、special-shaped anchor cable reinforcement support scheme,which can reduce the convergence of the two sides by54%,and the roof and floor by 40%with the surface deformation of the roadway within a reasonable range and good applicationeffect.Key words:fully-mechanized caving face;gob-side roadway;minin
5、g impact;borehole peeping;special-shaped anchor cable文献标识码:BChen Lu文章编号:10 0 6-2 57 2(2 0 2 3)0 3-0 0 0 1-0 31工程概况阳煤集团平兴公司1510 3 综采工作面地表位于横梁山西北部、坨辽坡的南部山坡、山梁地带盖山厚度3 6 6 43 3 m,平均埋深约40 0 m。地表无裂隙,无建筑物。1510 3 工作面位于井田南部,其东部、西部均未采动,北部为采区大巷,南部为1510 1综放工作面,本工作面煤层赋存稳定,结构复杂,陷落柱发育。煤层平均煤厚6.5m,根据现有资料及掘进巷道实测数据,采区
6、为一单斜构造,呈北东向南西倾斜。煤层倾角3 8,平均4。1510 3工作面巷道掘进中揭露陷落柱2 个,断层2 条,根据新宇岩土公司出具该面槽波地震探测报告,工作面隐伏陷落柱3 个,工作面内未发现明显落差大于煤层厚度1/2 的断层。1510 3 工作面是15#煤层的接续工作面,与邻近的1510 1工作面间区段煤柱宽度为3 0 m。2原围岩控制方案及矿压特征2.1115103进风巷掘巷支护15103进风巷沿15煤层底板布置,巷道全长800m,巷道断面为矩形,净宽5.4m,净高3.5m,采用锚杆、锚索、钢带、网联合支护。用于进风、运煤、行人。巷内布置皮带、煤溜、轨道、绞车及设备列车。巷道顶板锚杆规格
7、22mm2500mm,每排8 根,排距8 0 0 mm,同排锚杆间距7 0 0 mm,两侧靠近肩角处锚杆与竖直方向夹角2 0 施工,其余沿竖直方向施工,锚索用21.8mm7100mm钢绞线,“4-3-4 菱形布置,间距140 0 mm,排距800mm,均沿竖直方向布置;两帮锚杆规格同顶板,每帮布置5根,间排距为8 0 0 mm,护表金属网由直径6 mm钢筋制作而成,1510 3 进风巷详细支护情况如图1所示。2实体爆例图11510 3 进风巷掘进支护形式2.215103进风巷围岩破坏规律15103进风巷采用对掘方式成巷,巷道正向掘进期间,邻近1510 1工作面未开采,正掘段与采煤工作面回采方向
8、相反,反掘段掘进方向与1510 1工作面推进方向相同,且滞后采煤工作面一定距离,掘巷后表面整体平整、无明显的变形破坏现象,支护效果良好。15103进风巷正掘段掘巷完成后,在构造应力、掘巷扰动影响下表面出现一定的变形现象,但总体变形量不大,围岩整体稳定性良好。当邻近工作面推进至此处后,巷道两帮出现强烈的剪切破坏,两帮表面煤岩体大块岩体剥落现象突出,巷道顶板岩层破碎程度加剧,在靠近1510 1工作面侧的破碎程度高于实体煤侧,且锚杆、锚索破断现象增多,总体情况表明,邻近工作面采动影响下,1510 3 进风巷现有支护方案无法有效控制围岩变形破坏。15103进风巷在邻近工作面采动影响后,围岩内原生裂隙、
9、弱面扩展发育,且不断产生新的节理、裂隙,最终导致该范围内的煤岩体松软破碎,即在巷道围岩内形成松动圈1-2 。松动圈内围岩是巷道围岩控制的重点对象,松动圈的发育情况与围岩岩性、支护强度、采掘影响等因素密切相关。为掌握1510 3 进风巷围岩在邻近工作面采动影响下松动圈发育特征,在距巷道开口处7 0 0 m处,通过钻孔窥视法探查围岩的裂隙分布状态,巷道两帮和顶板各施工一个窥视钻孔,采用后退式窥视方法对钻孔孔壁的裂隙发育情况进行探查,以煤柱帮为例,典型的窥视图像如图2 所示。江西煤炭科技根据现场窥视结果可得,煤柱帮围岩破碎程度可分为高、中、低三个等级,距巷道表面0 2.5m范围内,围岩破碎程度高,钻
10、孔形状不规则,孔壁煤岩体极破碎,裂隙发育;距巷道表面2.53.7 m 分为内,围岩破碎程度中等,孔壁较粗700糙,局部存在纵向破碎延伸带,孔内有小煤块掉人;距巷道表面3.7 8 m范围内,围岩破碎程度低,偶见微小裂隙,煤体较完整。综上所述,1510 3进风巷煤帮一侧松动圈发育范围约为3.7 m,同理中单位:mm得到实体煤帮松动圈发育范围为3.6 m,顶板岩层5.400松动圈发育范围为3.9m。3动压巷道围岩变形原因及围岩控制方案3.1老巷道破坏原因分析根据现场调查结果表明,1510 1进风巷现有施工方案及施工工艺存在明显的缺陷:(1)锚杆、锚索施工质量差:锚杆预紧力矩偏小,顶板锚杆为10 0
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