上層煤柱對下覆巷道掘進(jìn)的承壓影響與支護(hù)對策全文

1、上層煤柱對下覆巷道掘進(jìn)的承壓影響與支護(hù)對 策(全文)Abstract: In the advancing process of Fucun Coal Mine 3 下 401 wood lane, affected by mining-induced stress, the roadway roof baseboard has significant advancement,and roadway support is difficult. This paper analyzes the reasons of compression deformation of roadway, and pu

2、ts forward some countermeasures for the support of successful implementation in the construction site, which ensured the safety construction.Key words: the upper pillar ; under roadway ; pressure-bearing ； support countermeasuresAXX: 1006-4311(2021 ) 23-0156-020引言付村煤業(yè)是一座設(shè)計(jì)生產(chǎn)水平270萬噸的大型礦井,礦井主采煤層為3上煤和3

3、下煤.3下煤層的直接頂為砂質(zhì)泥巖,厚0.6米,性脆,水平層理明顯,f=4-6 ;老頂為細(xì)砂巖,細(xì)粒結(jié)構(gòu),硅質(zhì)膠結(jié), f=6-8 , 致密堅(jiān)硬.隨著礦井開采的不斷深入,3上煤層開采對3下煤層 的影響逐漸顯露.3上401工作面于2021年11月回采結(jié)束,3上401小面 于2021年12月開始回采.3下401材巷設(shè)計(jì)沿F14斷層煤柱布置,3下401掘進(jìn)工 作面于2021年1月施工,3下403材巷在掘進(jìn)過程中受動壓影 響明顯.13下401材巷受壓顯現(xiàn)狀況3下401材巷自2021年1月開始綜掘煤巷施工,施工至導(dǎo) 14點(diǎn)前110米煤體較為堅(jiān)硬,巷道無動壓顯現(xiàn).2021年2月26日在導(dǎo)14點(diǎn)前100-120

4、 米段逐漸有壓力 顯現(xiàn),現(xiàn)場采取了補(bǔ)打錨索梁舉措,但未能阻止巷道變形的進(jìn)一步開展.3月1日至3月4日,巷道變形量顯著變化, 頂?shù)装逡平?急劇增大,最大達(dá)100mm/d.迎頭掘進(jìn)時煤炮頻繁.23下401材巷受壓顯現(xiàn)原因分析2.1 3上401工作面采動影響 3上401工作面于 2021年 11月7日回采完畢,3下401材巷掘進(jìn)時3 ± 401工作面的超 前壓力影響1年零6個月已趨于穩(wěn)定.3上401工作面停采線以外煤柱應(yīng)力在底板中傳遞到3下巷道.2.2 3上401小面采動影響根據(jù)巷道掘進(jìn)度與3上401小面推進(jìn)度比照,2月28日3下401材巷平面位置與 3上401 小面相距 220m ,

5、3月25日巷道與 3上401小面相距 80m. 根據(jù)采煤工作面超前壓力影響規(guī)律,顯然2月26日月5日3下401材巷受壓變形與 3上401小面的推進(jìn)無關(guān).2.3 3上401煤柱的影響分析 3下401材巷的受力變形是 其上部的煤柱受壓所致.應(yīng)力大小分析：根據(jù)上部煤層采動遺留煤柱引起底板巖層內(nèi) 應(yīng)力分布規(guī)律可以看由,4-5米煤柱剛到達(dá)了應(yīng)力最大值近2-3yH,應(yīng)力在底板中的傳播隨深度增加逐漸減小,9-10米范圍應(yīng)力為2.5應(yīng)力影響范圍分析：3下401材巷方位201 01 56",與3 上煤柱夾角13° ,巷道寬度為4.0m ,計(jì)算下覆在煤柱下方的巷 道長度L=35.2m ,此段巷

6、道受力較為明顯.3下煤層頂板與3上煤柱間距為9-10m,埋深-340 Y90, 根據(jù)支承壓力在煤層底板中的傳播規(guī)律分析：上部煤層一側(cè)采動,靠采空區(qū)側(cè)0-10m 范圍底板巖層0-10m 內(nèi)應(yīng)力相對較小,應(yīng) 力增高系數(shù)僅為0-0.5 ,對底板巖層影響幾乎沒有.而在靠煤柱 側(cè)0-10m 應(yīng)力系數(shù)增高,所以,距 3上煤柱0-10m 范圍內(nèi)底 板巖層應(yīng)力增高對 3下巷道影響較大.根據(jù)計(jì)算,此段影響巷道 長度為66m.由此,3上煤柱對3下401材巷影響范圍理論計(jì) 算長度應(yīng)為 35.2+66=101.1m.2.4 巖性分析3下煤層直接頂為厚度0.6米的砂質(zhì)泥巖,f=4-6,性脆,水平層理明顯.因此,該直接頂

7、承壓水平較弱, 受壓后易產(chǎn)生碎裂.2.5 巷道繼續(xù)掘進(jìn)受壓分析3下401材巷繼續(xù)掘進(jìn),在進(jìn)入3上401小面底板前,受到3上401小面停采前煤柱的影響.3上401小面于2021年4月17日停采,此時3下巷道正 好進(jìn)入3上煤柱的應(yīng)力影響范圍.由此, 3上401小面停采線 前30米應(yīng)為疊加應(yīng)力影響區(qū),受壓最大,巷道變形量亦應(yīng)最大. 而巷道進(jìn)入3上401小面采空區(qū)范圍以里后,巷道受壓影響基 本可以忽略.3巷道支護(hù)對策3.1 根據(jù)3上401材巷的受壓分析,巷道掘進(jìn)期間主要受 到3上401巷道煤柱和3 ±401小面停采煤柱應(yīng)力集中的影響. 根據(jù)受壓程度不同,分段采取不同的增強(qiáng)支護(hù)舉措.3.2 I

8、區(qū)：為垂直煤柱壓力影響區(qū),巷道受壓變化較大,采 取架工字鋼棚支護(hù).3.3 n區(qū)為3上煤柱側(cè)下壓力區(qū)影響區(qū), 其中：A區(qū)為單純 巷道煤柱影響范圍,B區(qū)為巷道煤柱+工作面停采煤柱復(fù)合影響 區(qū),C區(qū)為工作面前方壓力影響區(qū).A區(qū)采用的支護(hù)方式為：高強(qiáng)度錨桿+錨索+工字鋼對棚復(fù)合支護(hù)；B區(qū)采用的支護(hù)方式為 高強(qiáng)度錨桿+錨索+工字鋼對棚復(fù)合支護(hù)；C區(qū)采用的支護(hù)方式 為高強(qiáng)度錨桿+工字鋼單棚復(fù)合支護(hù).3.4 不同支護(hù)形式的作用分析.錨桿 +錨索+架棚支護(hù)的形 式,錨桿作為主動支護(hù),起根本的承壓作用.錨桿支護(hù)的關(guān)鍵是要保證錨桿必須錨固到圍巖松動圈以外,且必須施加一定的預(yù)應(yīng)力.錨索限制頂板的深部離層,其主要特征是預(yù)應(yīng)力大,支護(hù)強(qiáng) 度更高,起錨桿支護(hù)的輔助作用. 工字鋼棚作為一種被動支護(hù)形式,起抗壓變形的作用,工字鋼棚支護(hù)的關(guān)鍵是棚體必須支設(shè)在 實(shí)底上,棚架穩(wěn)定連體,腰幫背頂要實(shí).4結(jié)論4.1 集中應(yīng)力的上層煤柱對下層巷道的影響破壞嚴(yán)重,必須引起高度重視.4.2 3下巷道的掘進(jìn)時間應(yīng)根據(jù)接續(xù)實(shí)際,盡量在 3上煤層 動壓穩(wěn)定下施工.4.3 3下煤層巷道的支護(hù)設(shè)計(jì),必須充分分析巷道受壓狀況, 采取