【摘要】：針對(duì)特厚煤層(達(dá)15 m)綜放沿空掘巷采動(dòng)影響范圍大、圍巖性質(zhì)裂隙以及煤柱穩(wěn)定性差等特點(diǎn),提出了頂板以高強(qiáng)高預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿支護(hù)系統(tǒng)、梯級(jí)錨固的束錨索支護(hù)系統(tǒng)以及多錨索-鋼帶桁架支護(hù)系統(tǒng)的強(qiáng)力聯(lián)合控制技術(shù),煤柱幫采用強(qiáng)力錨桿支護(hù)系統(tǒng)、高韌性材料注漿加固、鋼筋混凝土墻支撐系統(tǒng)的剛?cè)釁f(xié)同控制技術(shù),以及實(shí)體煤幫強(qiáng)力錨桿索支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行特厚煤層綜放沿空掘巷圍巖穩(wěn)定性的控制,并闡明其支護(hù)機(jī)理。結(jié)合地質(zhì)生產(chǎn)條件與現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐確定了沿空掘巷具體支護(hù)方案與工藝流程,并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用�，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明,巷道兩幫和頂?shù)装遄畲笠平糠謩e為65和57 mm,變形量較小,首次實(shí)現(xiàn)了15 m特厚煤層綜放沿空掘巷圍巖的有效控制。
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圖片說明： 了對(duì)特厚煤層沿空掘巷圍巖穩(wěn)定性控制，豐富了沿空掘巷圍巖的控制實(shí)踐，為類似條件下的巷道圍巖變形機(jī)制及控制技術(shù)提供了借鑒。1工程概況同煤集團(tuán)塔山煤礦位于大同市南郊區(qū)及懷仁縣境內(nèi)，距同煤集團(tuán)15km。井田平均走向長(zhǎng)24.3km，平均傾斜寬11.7km，井田面積170.91km2。塔山煤礦初期以石炭二疊系3～5號(hào)煤層為主采煤層，厚度范圍為11.81～17.76m，平均厚度為14.83m，，傾角1°～3°，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平均含夾矸層數(shù)10層，直接頂為炭質(zhì)泥巖、粉細(xì)砂巖組成，厚度17.72m，基本頂為17m厚的K3砂巖，工作面頂?shù)装逯鶢钊鐖D1所示。圖1煤層頂?shù)装逯鶢顖DFig.1Histogramofcoalseamroofandfloor8204綜放工作面位于二盤區(qū)東部，埋深為480～533m，工作面采高3.6m，采放比為1∶2.92，工作面端部未放頂煤寬度為7m。8204回風(fēng)平巷位于8206綜放工作面采空區(qū)側(cè)，采用沿空掘進(jìn)方式布置，為世界首條15m厚煤層綜放沿空巷道，護(hù)巷煤柱寬度為6m，巷道沿底掘進(jìn)留頂煤，設(shè)計(jì)斷面尺寸為5m×3.3m(寬×高)。826
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圖片說明： 2.1特厚煤層沿空掘巷維護(hù)特點(diǎn)塔山煤礦特厚煤層綜放沿空掘巷圍巖維護(hù)特點(diǎn)如下:(1)特厚煤層綜放開采影響范圍大8206綜放工作面開采后，其覆巖活動(dòng)程度、影響范圍與趨穩(wěn)時(shí)間均較大。15m厚的采高使得采場(chǎng)頂板冒落范圍大，裂隙帶發(fā)育程度高，其基本頂活動(dòng)具有其自身特殊性，在其活動(dòng)過程中采動(dòng)應(yīng)力對(duì)采空區(qū)邊緣煤柱產(chǎn)生持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的劇烈影響，影響范圍廣［16］，這在綜放工作面采空區(qū)側(cè)向支承壓力上表現(xiàn)出來(lái)的是其峰值點(diǎn)向煤柱深部轉(zhuǎn)移，影響范圍增加。塔山煤礦特厚煤層綜放開采側(cè)向支承壓力分布的微震監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖2所示［17］。由圖2可知，特厚煤層綜放工作面頂板在側(cè)向35m以內(nèi)開始斷裂，側(cè)向支承壓力峰值位于煤體內(nèi)部35～41m，影響范圍可達(dá)60m。由此可見，原有區(qū)段煤柱留設(shè)寬度38～45m，使得巷道基本位于支承應(yīng)力峰值區(qū)，缺乏科學(xué)性;特厚煤層開采極限平衡區(qū)范圍大，而沿空巷道及其圍巖塑性破壞區(qū)均位于此區(qū)域，煤體裂隙異常發(fā)育，巷道維護(hù)困難。圖2綜放工作面?zhèn)认蛑С袎毫ξ⒄鸨O(jiān)測(cè)結(jié)果Fig.2Ｒesultsofmicro-seismicmonitoringonlateralabutmentpressuredistributionoffull-mechanizedcavingface(2)采動(dòng)影響區(qū)沿空掘巷頂煤性質(zhì)劣化8204沿空掘巷沿煤層底板掘進(jìn)，僅頂煤厚度即達(dá)10余米，且之上為10m左右的泥巖，無(wú)法為錨索提供穩(wěn)固可靠性強(qiáng)的錨固點(diǎn);而且3～5號(hào)煤層煤體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裂隙發(fā)育，含夾矸層數(shù)最多達(dá)16層，在經(jīng)歷相鄰大型綜放工作面劇烈采動(dòng)影響后，其采空區(qū)邊緣煤柱在較大范圍內(nèi)處于不同程度的松軟破碎狀態(tài)，錨索支護(hù)易發(fā)生鋼絞線連同錨固劑從鉆孔中被拉出現(xiàn)象［18］，錨固可靠性一般;在巷道掘進(jìn)后，沿空掘巷不僅要經(jīng)歷自身擾動(dòng)，還要再次承受來(lái)自上覆巖層活動(dòng)的影響，沿空掘巷頂板維護(hù)難度劇增，對(duì)頂板控
【作者單位】： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院;大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司;中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)共伴生能源精準(zhǔn)開采北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51504259,51234005) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(2010QZ06)
【分類號(hào)】：TD353

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2515377