受动压影响11205工作面运输巷差异化支护技术研究.pdf
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1、432023 年第 8 期李 凯等:受动压影响 11205 工作面运输巷差异化支护技术研究收稿日期 2022-12-26作者简介 李凯(1986),男,山西临汾人,2015 年毕业于中国矿业大学(北京)采矿工程专业,本科,工程师,主要从事采矿工程相关专业生产工作,研究方向:煤矿开采技术。受动压影响 11205 工作面运输巷差异化支护技术研究李 凯 乔卫民 贺丽峰(山西蒲县煤业集团富家凹煤业有限公司,山西 临汾 041000)摘 要 为防止富家凹煤矿 11205 孤岛工作面运输巷受到邻近 11207 工作面采空区上覆顶板下沉的动压影响,在进行巷道顶板窥视和现场调研基础上,依据动压影响和围岩松动范
2、围,对巷道采用“分段支护方案+高强预应力全锚索支护”技术。现场施工和后期矿压观测结果表明:该技术方案保证了巷道的稳定和采掘接替。关键词 动压;煤巷;差异化;支护 中图分类号 TD353 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2023.08.015Research on Differential Support Technology for the 11205 Working Face Transportation Roadway Affected by Dynamic PressureLi Kai Qiao Weimin He Lifeng(Shanxi P
3、uxian Coal Industry Group Fujiaao Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi Linfen 041000)Abstract:In order to prevent the transportation roadway of the 11205 isolated island working face in Fujiaao Coal Mine from being affected by the dynamic pressure caused by the subsidence of the goaf overlying roof near th
4、e 11207 working face,based on the observation of the roadway roof and on-site investigation,and according to the influence of dynamic pressure and the range of surrounding rock loosening,the segmented support scheme+high strength prestressed full anchor cable support technology is adopted for the ro
5、adway.The on-site construction and post mining pressure observation results indicate that this technical scheme ensures the stability of the roadway and the replacement of mining and excavation.Key words:dynamic pressure;coal roadway;differential;support 李 凯等:受动压影响 11205 工作面运输巷差异化支护技术研究近年来,随着煤炭产能的提升
6、,采掘接替的加快,掘进巷道受到邻近工作面影响的情况时有发生,给巷道的维护带来很大困难1-2。当采掘接替紧张,存在孤岛工作面时,掘进巷道不仅受到邻近工作面采动压力的影响3-4,还会受到本工作面采动压力的二次影响,给顶板维护带来一定的影响5-6。为了解决受多次动压影响的巷道支护问题,以山西蒲县富家凹煤矿为工程背景,在巷道与上工作面相遇滞后一定距离前后对巷道支护进行分段设计。1 概况富家凹煤业现开采 11#煤层,11205 工作面位于11#煤层二采区北翼,工作面埋深 220281 m,煤层厚度 2.90.7 m,煤层倾角 2 12。工作面两巷道设计长度为 2200 m,工作面倾向长度设计为 223
7、m。11207 工作面与 11205 运输巷道相邻,设计净煤柱宽度 20 m。11207 工作面已推进一定距离,11205工作面即将掘进。对比以往回采工作面,由于 11201工作面的回采动压影响导致 11203 工作面运输巷的围岩变形严重、矿压显现强烈,预期 11205 运输巷掘进期间会受到邻近工作面动压的影响。2 地质条件调查 11205 工作面位于 S2 背斜东翼,整体为一单斜构造,南西高、北东低,局部地段存在小的褶曲构造,对采掘活动影响不大。邻近 11207 回风巷未揭露断层,预计工作面断层赋存的可能性较小,对采掘活动影响较小。煤岩层裂隙主要为构造节理,由剪切应力作用形成,以走向节理和斜
8、向节理为主,节理较发育,对掘进可能造成一定影响。442023 年第 8 期11207 工作面推采期间,在 11207 回风巷施工了 30 个水力压裂切顶钻孔,对钻孔进行了窥视,窥视结果显示顶板煤岩层岩性变化较快。垂深 30 m以内顶板岩性规律如图 1。图 1 顶板岩性探测柱状图3 巷道围岩变形特征分析及控制技术3.1 巷道变形特征分析岩性探测结果显示,11#煤层直接顶为泥岩、砂质泥岩、煤线多层软弱煤岩层组成的(16 m 厚,平均 3.7 m)层状复合顶板,层状复合直接顶板易发生下沉、垮落,其原因有三:1)岩层之间的黏结强度非常弱,顶板来压后易造成层间离层;2)复合顶板中各岩层之间存在强度差异,
9、顶板来压后各层变形程度不同而导致层间离层;3)复合顶板中如果存在软弱夹层(其厚度较薄且自身抗拉强度较弱),荷载作用下软弱夹层自身及与上下岩层的界面处均容易发生破坏。层状复合顶板稳定性分级系统(S 为巷道顶板距稳定岩层的厚度):级:稳定,S 2 m;级:中等稳定,S=24 m;级:易垮落型,S=46 m;级:极易垮落型,S 6 m。当遇顶板有节理裂隙、淋水、地质构造带等特殊地段时,顶板稳定性级别直接确定为级。根据现场实际情况及层状复合顶板稳定性分级,11205 两巷顶板为级(易垮落型),局部淋水区段为级(极易垮落型)。根据矿井生产衔接安排,11205 工作面两巷掘进过程中将不可避免地承受 112
10、07 工作面的动压影响。基于目前水力压裂工程的进展情况,为确保 11205 运输巷顶板安全稳定,必须对巷道支护参数和材料进行升级优化。3.2 复合顶板分段巷道围岩控制方案为满足巷道保持长久稳定和回采使用要求,针对直接顶为软弱层状复合顶板的现状,提出“高预紧力+强护表”变浅部软弱复合顶板为加固组合梁的支护方案,11205 运输巷分 AB 段为相邻工作面回采前掘进区段,BD 段为迎采送巷区段(采掘交汇点 C 点前后各 200 m 范围内),DE 段为相邻工作面回采后掘进区段。分段示意图如图2,具体如下:图 2 分段支护设计图(m)1)11205 运输巷 AB 段全锚索支护方案如图 3 所示,短锚索
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