上层煤柱对下覆巷道掘进的承压影响与支护对策全文

1、上层煤柱对下覆巷道掘进的承压影响与支护对 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引言付村煤业是一座设计生产水平270万吨的大型矿井,矿井主采煤层为3上煤和3

3、下煤.3下煤层的直接顶为砂质泥岩,厚0.6米,性脆,水平层理明显,f=4-6 ;老顶为细砂岩,细粒结构,硅质胶结, f=6-8 , 致密坚硬.随着矿井开采的不断深入,3上煤层开采对3下煤层 的影响逐渐显露.3上401工作面于2021年11月回采结束,3上401小面 于2021年12月开始回采.3下401材巷设计沿F14断层煤柱布置,3下401掘进工 作面于2021年1月施工,3下403材巷在掘进过程中受动压影 响明显.13下401材巷受压显现状况3下401材巷自2021年1月开始综掘煤巷施工,施工至导 14点前110米煤体较为坚硬,巷道无动压显现.2021年2月26日在导14点前100-120

4、 米段逐渐有压力 显现,现场采取了补打锚索梁举措,但未能阻止巷道变形的进一步开展.3月1日至3月4日,巷道变形量显著变化, 顶底板移近量 急剧增大,最大达100mm/d.迎头掘进时煤炮频繁.23下401材巷受压显现原因分析2.1 3上401工作面采动影响 3上401工作面于 2021年 11月7日回采完毕,3下401材巷掘进时3 ± 401工作面的超 前压力影响1年零6个月已趋于稳定.3上401工作面停采线以外煤柱应力在底板中传递到3下巷道.2.2 3上401小面采动影响根据巷道掘进度与3上401小面推进度比照,2月28日3下401材巷平面位置与 3上401 小面相距 220m ,

5、3月25日巷道与 3上401小面相距 80m. 根据采煤工作面超前压力影响规律,显然2月26日月5日3下401材巷受压变形与 3上401小面的推进无关.2.3 3上401煤柱的影响分析 3下401材巷的受力变形是 其上部的煤柱受压所致.应力大小分析：根据上部煤层采动遗留煤柱引起底板岩层内 应力分布规律可以看由,4-5米煤柱刚到达了应力最大值近2-3yH,应力在底板中的传播随深度增加逐渐减小,9-10米范围应力为2.5应力影响范围分析：3下401材巷方位201 01 56",与3 上煤柱夹角13° ,巷道宽度为4.0m ,计算下覆在煤柱下方的巷 道长度L=35.2m ,此段巷

6、道受力较为明显.3下煤层顶板与3上煤柱间距为9-10m,埋深-340 Y90, 根据支承压力在煤层底板中的传播规律分析：上部煤层一侧采动,靠采空区侧0-10m 范围底板岩层0-10m 内应力相对较小,应 力增高系数仅为0-0.5 ,对底板岩层影响几乎没有.而在靠煤柱 侧0-10m 应力系数增高,所以,距 3上煤柱0-10m 范围内底 板岩层应力增高对 3下巷道影响较大.根据计算,此段影响巷道 长度为66m.由此,3上煤柱对3下401材巷影响范围理论计 算长度应为 35.2+66=101.1m.2.4 岩性分析3下煤层直接顶为厚度0.6米的砂质泥岩,f=4-6,性脆,水平层理明显.因此,该直接顶

7、承压水平较弱, 受压后易产生碎裂.2.5 巷道继续掘进受压分析3下401材巷继续掘进,在进入3上401小面底板前,受到3上401小面停采前煤柱的影响.3上401小面于2021年4月17日停采,此时3下巷道正 好进入3上煤柱的应力影响范围.由此, 3上401小面停采线 前30米应为叠加应力影响区,受压最大,巷道变形量亦应最大. 而巷道进入3上401小面采空区范围以里后,巷道受压影响基 本可以忽略.3巷道支护对策3.1 根据3上401材巷的受压分析,巷道掘进期间主要受 到3上401巷道煤柱和3 ±401小面停采煤柱应力集中的影响. 根据受压程度不同,分段采取不同的增强支护举措.3.2 I

8、区：为垂直煤柱压力影响区,巷道受压变化较大,采 取架工字钢棚支护.3.3 n区为3上煤柱侧下压力区影响区, 其中：A区为单纯 巷道煤柱影响范围,B区为巷道煤柱+工作面停采煤柱复合影响 区,C区为工作面前方压力影响区.A区采用的支护方式为：高强度锚杆+锚索+工字钢对棚复合支护；B区采用的支护方式为 高强度锚杆+锚索+工字钢对棚复合支护；C区采用的支护方式 为高强度锚杆+工字钢单棚复合支护.3.4 不同支护形式的作用分析.锚杆 +锚索+架棚支护的形 式,锚杆作为主动支护,起根本的承压作用.锚杆支护的关键是要保证锚杆必须锚固到围岩松动圈以外,且必须施加一定的预应力.锚索限制顶板的深部离层,其主要特征是预应力大,支护强 度更高,起锚杆支护的辅助作用. 工字钢棚作为一种被动支护形式,起抗压变形的作用,工字钢棚支护的关键是棚体必须支设在 实底上,棚架稳定连体,腰帮背顶要实.4结论4.1 集中应力的上层煤柱对下层巷道的影响破坏严重,必须引起高度重视.4.2 3下巷道的掘进时间应根据接续实际,尽量在 3上煤层 动压稳定下施工.4.3 3下煤层巷道的支护设计,必须充分分析巷道受压状况, 采取