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        近距離煤層采空區(qū)下回采巷道布置研究

        2019-03-06 10:46:12王金梁劉文越馮建峰
        中國煤炭 2019年2期
        關(guān)鍵詞:平巷測站底板

        王金梁 劉文越 成 斐 馮建峰

        (山西汾西宜興煤業(yè)有限責(zé)任公司,山西省呂梁市,032302)

        1 工作面地質(zhì)及開采條件

        圖1 2#煤層1201工作面巷道布置

        2 回采巷道合理布置分析

        2.1 理論計算

        L0≥(h1+h2)tanθ

        (1)

        θ——應(yīng)力影響角,取35°。

        圖2 煤柱底板支承壓力分布

        圖3 煤柱集中應(yīng)力影響范圍

        2.2 數(shù)值模擬分析

        根據(jù)礦井地質(zhì)條件,采用UDEC建立工作面開采模型,模擬范圍均取418 m×100 m(走向×傾向),如圖4所示。圍巖物理力學(xué)性質(zhì)參照該礦工作面實際巖體力學(xué)特性。節(jié)理特性考慮采動影響,圍巖本構(gòu)關(guān)系采用Mohr-Coulumb模型。模型的上邊界為應(yīng)力邊界,根據(jù)覆巖厚度施加均布載荷,左、右、下三個邊界為位移固定約束邊界。

        圖4 不同布置方案的巷道圍巖變形量對比

        3 實測結(jié)果與分析

        3.1 采空區(qū)下回采巷道布置

        1201-2運輸平巷和材料平巷永久支護(hù)均采用錨網(wǎng)梁索聯(lián)合支護(hù),支護(hù)材料為螺紋鋼錨桿(頂板)、圓鋼錨桿(兩幫)、圓鋼鋼帶、鋼絞線、金屬菱形網(wǎng)等。

        圖煤層1201-2工作面回采巷道布置

        3.2 測點布置

        在1201-2工作面運輸平巷、材料平巷以及材料平巷與1201工作面繞巷垂直布置段各設(shè)置了5個測站,如圖5所示。相鄰測站沿巷道走向間距20 m,每個測站設(shè)置1個圍巖變形監(jiān)測斷面,采用十字布點法,如圖6所示,在頂板、底板和兩幫中部各布置1個測點,觀測工作面回采過程中巷道圍巖變形情況,包括頂?shù)装逑鄬σ平考白冃嗡俣?、兩幫相對移近量及變形速度。用鋼卷尺或測槍測讀AB、CD值,讀數(shù)精確到1 mm,并記錄測站至工作面的距離。距工作面50 m之內(nèi)的測站,每天觀測1次,50~200 m之內(nèi)的測站每兩天觀測1次。

        圖6 十字布點法示意圖

        3.3 觀測結(jié)果分析

        1201-2運輸平巷的圍巖變形情況如圖7所示。由圖7可以看出,巷道圍巖變形速度較小,平均在6~8 mm/d左右,當(dāng)測站距離工作面0~30 m范圍時,由于工作面超前支承壓力的作用,圍巖變形速度增大。整體來講,支護(hù)效果較好,圍巖變形量不大,頂?shù)装謇塾嬒鄬σ平科骄鶠?82 mm,兩幫累計相對移近量平均為147 mm。

        圖7 1201-2運輸平巷(內(nèi)錯5 m布置) 圍巖變形速度和變形量變化曲線

        1201-2材料平巷與1201繞巷垂直段的圍巖變形量、變形速度曲線如圖8所示。由圖8可以看出,圍巖變形量和變形速度相對內(nèi)錯5 m布置時明顯變大,頂?shù)装謇塾嬕平科骄鶠?79 mm,兩幫累計移近量平均為373 mm,出現(xiàn)了較為明顯的底鼓、幫鼓及頂板破碎、下沉現(xiàn)象。圍巖平均變形速度為10~14 mm/d。

        圖8 1201-2材料平巷(與繞巷垂直布置) 圍巖變形速度和變形量變化曲線

        1201-2材料平巷(內(nèi)錯46 m布置)的圍巖變形情況如圖9所示。由圖9可以看出,巷道圍巖變形速度與變形量均較小,變形速度在3~5 mm/d之間,兩幫累計相對移近量平均為122 mm,頂?shù)装謇塾嬒鄬σ平科骄鶠?27 mm。

        3種布置方式的巷道圍巖變形速度與變形量對比見表1。

        表1 不同布置方式時的巷道圍巖變形情況

        圖9 1201-2材料平巷(內(nèi)錯46 m布置) 圍巖變形速度和變形量變化曲線

        4 結(jié)論

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