极近距离跨巷工作面开采和巷道加固技术研究.pdf

2 0 1 3 年第3 期 蠛差 斜技 1 0 9 极近距离跨巷工作面开采和巷道加 固技术研究 高旭 东， 李金鹏 ， 徐红亮 山东省三河 口矿业有限责任公 司， 山东 微 山2 7 7 6 0 5 摘要该 文针对 三河 口煤矿 3 2 3 1 6工作面跨大巷开采， 并且两者间距极近 的难题 ， 提 出小岩柱跨巷开采方法和跨巷分段加 固技术。 关键词跨采岩柱对接加 固 极近距 离 中图分类号 T D 8 2 3 ． 8 9 文献标识码A d 0 i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 52 8 0 1 ． 2 0 1 3 ． 0 3 ． 6 9 l 工 程概 况 2 跨 采大巷 围岩 加 固技术 三河 口煤矿 3 下2 3 1 6工作面布置在 3 2 3 1 6工作 面下 ， 层 间距 较 小。3 2 3 1 6工作 面 已跨 一4 6 5 m轨 道 大巷和皮带大巷开采完毕， 在较大岩柱跨采时对两条 底板大巷产生严重的变形和破坏， 影响了矿井的正常 生产 ， 即将开采的 3 2 3 1 6工作面距大巷的距离更近 ， 工作面与两大巷的平面位置关系如图 1 所示， 将会对 两条大巷产生更为严重的变形和破坏， 而 一 4 6 5 m皮带 和轨道大巷是该水平正常生产的唯一通道 ， 因此， 必须 研究跨巷开采的工作面布置方式、 参数以及对应的大 图1 3 2 3 1 6工作面与皮带大巷和 轨道大巷平面位置关系图 巷加 固 和维 护 技 术， 确保 该 水 平 的正 常 生 产。L 收稿 日期 2 0 1 21 2 0 4 根据 3 2 3 1 6工作面跨采引起的巷道变形破坏程 度在不同的地段有所不同， 为了合理有效地进行巷道 维护 ， 3 下2 3 1 6工作面开采时， 在不同的地段采取不同 的加 固技术 。 2 ． 1 轨道巷 E ～ F段原支护方式为原 U型钢支架支护段， 设计 “ 锚 网喷梁注 ”联合加 固技术 ， F G 段原支护方式为原 w 型钢带锚网， 设计为“ 锚喷注 u型支架” 联合加固 技术 。两段大巷加 固方案分别如 图 2和 3 所示 。 2 ． 2皮 带巷 E F段原支护方式为 U型钢支架支护， 设计 “ 锚网 喷梁注” 联合加固技术， F G段原支护方式为 w 型钢带 挂金属网， 设计采用“ 锚喷注 u型钢支架” 加固技术。 两段大巷加固方案分别如图4和图5所示 。 2 ． 3 加 固效果 2 ． 3 ． 1 数 值模 型 的建 立 为分析两条大巷加 固前后 的围岩控 制效果 ， 采用 F L A C 3 D软件进行数值模拟。 和炮采段无需改造 。 3 炮采段回采可以和综采段同时施工 ， 按炮采 相关规定、 措施施工即可， 施工可操作性强。 2经 济效 益 1 综 、 炮 采联合开采 技术应 用取得 较大成绩 ， 达 到了技术研究的目的， 为今后在复杂地质构造条件下 炮、 综联合开采技术的推广与应用打下了坚实的基础 ， 经济效益不可估量。 2 综 、 炮采联合开采技术 ， 为该矿综采设计探索 出一条新的成功之路， 同时将为缓解该矿采掘接替的 被动局面 ， 增加采区煤层可采性， 具有 良好 的社会效 益 。 3 综 、 炮采联合开采技术在 Ⅱ7 2 8工作面回采 后， 多 回采煤炭资源 2 ． 5 2 6万 t ， 创造直接经济价值 1 0 0 0多万元 。 3 结 论 1 综采工作面在特殊的地质构造采用该技术工 艺是合理的， 并取得了成功。 2 该采煤技术工艺适应性广， 各种低、 中采高煤 层配合各类型综采液压支架都可采用 ， 效果显著。 3 解决了因地质构造造成部分煤炭资源不可采 的浪费问题 ， 获得了较大的经济效益和社会效益。 参 考文献 [ 1 ] 曹胜根， 钱明高， 采场支架 围岩关 系新研究 [ J ] ．煤炭学报， 1 9 9 8 ， 2 3 6 5 7 5～ 5 7 9 [ 2 ] 徐永圻 ． 煤矿开采学[ M] ． 徐州 中国矿业大学出版社 ， 1 9 9 9 4 6 3 ～4 7 9 1 1 0 东撼j iI 科技 2 0 1 3 年 第3 期 1 一 注浆锚杆 ； 2 一 树脂锚杆； 3 一锚 索； 4 一w 型钢带挂金属 网； 5 一 喷混凝土 图2 轨道巷 E F 段锚 网喷梁注联 合支护方案 m m 1 一 注浆锚杆； 2 一树脂锚杆 ； 3 一 锚索； 4 一锚梁 ； 5 一u型钢支架 图3 轨道巷 F H 段锚喷注 u型支架支护方案 m m 1 一 注浆锚杆 ； 2 一树脂锚杆； 3 一锚 索； 4 一w 型钢带挂金属网； 5 一 喷混凝土 图 4 皮带巷 E F段锚网喷梁注支护方案 mm 2 ． 3 ． 2 大巷围岩表面位移 以轨道大巷为例， 图6为加固前3 下2 3 1 6工作面开 采引起 的轨道大巷围岩位移曲线 图 ， 采取 加 固技术后 ， 3 2 3 1 6工作面跨采引起的轨道大巷围岩位移曲线图， 如图 7所示 。通过对 两条巷 道加 固前后 的对 比可 知 ， 加固技 术基本上控制住 了大巷 围岩 的变形 。 2 ． 3 ． 3 大巷 围岩塑 性 区分 布 加固前巷道 围岩 出现 了塑性变形 ， 巷 道变形严重 ， 发生了剪切破 坏。3 下2 3 1 6工作面在跨皮带巷时 ， 通过 锚注加 固后 ， 有效防止了围岩塑性 变形 。 1 一 注浆锚杆； 2 一树脂锚杆； 3 一锚 索； 4 一锚梁 ； 5 一u型钢支架 图 5 皮带巷 F G段锚喷注 U型钢支架支护方案 mm 凡， c ∞ j口 o 。 9 硼 粒 j 5 。 ； 荔 嚣 。 { ‰ ∞j ， j r ■州． qt∞ ⋯ j rr 臻 一 l j 。 M o 0 j 一 一- ， ⋯ 一 一r Y ， ⋯ L 一～ ， _ _ 0 “ ⋯． ⋯ ， ⋯ ， ， ⋯ ⋯ 。 ⋯ 烯霉 “ ⋯ ． ⋯⋯ ⋯⋯ ⋯ 一 一 ⋯ ⋯ 图 6 加 固前 3 2 3 1 6跨采轨道大巷 围岩位移 图 Fl Ac 3 B 3． 00 一 一 uJH M ■ 4D 1 a 咖0 - I 6 ■ ∞ ㈨d ⋯G P ’ L⋯ ∞ ＆-∞ ∞ 日 - 弛 ∞X 0 t GD a ⋯ 4’ ， ＆m J * I i 4 1 Rb皿 1 ∞ ∞ 。 。 ∞ 2 7 8 №ⅫQ a O l B ⅢL 图7 加固后3 一 2 3 1 6跨采轨道巷围岩位移图 3 结论 1 3 2 3 1 6 工作面上顺槽与底板大巷平面交叉点 附近留有一个上底约2 2 0 m， 下底约 1 3 2 r n 、 高约4 7 m的梯 形煤柱， 可保证工作面底板保护岩柱最小高度为6 m， 以 保护工作面推过时底板巷道的正常使用和安全生产。 2 加 固技术基本上控 制住 了大巷 围岩 的变形 。 3 与留设大巷保护煤柱相 比， 小岩柱跨巷开采 方法和跨巷分段加固技术保证了工作面的顺利推进， 减少了搬家次数， 大大提高了煤炭资源回收率。