保护煤柱开采暗斜井矿压显现规律研究 .pdfVIP

学兔兔 2012年第5期 煤 炭 工 程 保护煤柱开采暗 井矿压显现规律研究 李胜利 ，廖学东 ，赵 杰 ，王新颖 (1．安徽理工大学 能源与安全学院，安徽淮南 232001； 2．淮南谢家集一矿，安徽淮南 232001) 摘 要：以谢一矿延伸交通井为研究目标，分析了延伸交通井在保护煤柱4271B8工作面跨 采影响下井巷围岩矿压显现特征。根据实测资料对井巷受采动影响的变形规律、破坏特征进行了 分析。借助于数值模拟方法，分析了跨采动压井巷在4271B8工作面回采时的稳定性特征，得到 了井巷围岩应力分布特征及塑性区范围等。 关键词：延伸交通井；保护煤枉；井巷；采动影响 中图分类号：TD322 文献标识码：A 文章编号：1671—0959(2012)05-0079-03 矿井建设中为了保护主要巷道围岩的长期稳定性，一 至消失。在这个过程中，可将巷道围岩应力、应变问题视 般留有保护煤柱。开采保护煤柱可以提高煤炭采出率，且 为平面应变问题。为应用弹性力学理论定性分析跨采巷道 使巷道处于采空区卸压范围，利于巷道围岩长期的稳定。 的应力分布特征，沿工作面推进方向取单位厚度的半无限 主要巷道服役年限往往长达数十年，埋深较大情况下， 平面，上边界为煤层工作面的水平面，巷道位于离边界高 巷道围岩流变造成支护体与岩体分离，期间受采矿活动采 度h处，距煤层工作面的水平距离为b时，如图1所示。 动影响，巷道围岩松动圈范围较大，裂隙发育。回采保护 模型的材料视为均质岩体，其弹性模量为E，泊松比为 。 煤柱，超前压力将对巷道造成剧烈破损，往往出现底鼓、 工作面覆岩对煤层底板作用效应近似简化为如图1所示模 喷层脱落、支护体失效。跨采后一旦主要巷道破坏严重， 型边界分布面力g，将其分成5个区：①工作面超前支承压 修复工作将给矿井生产造成巨大损失，并且对安全生产造 力增高区，近似简化为线性分布；②工作面超前支承压力 成巨大威胁。因此研究保护煤柱开采时暗斜井矿压显现特 降低区，也近似简化为线性分布；③工作面前方原岩应力 征，对维持井巷长期稳定性、保证安全回采有重要意义。 区；④采空区支承压力逐渐恢复区，近似简化为线性分布； ⑤采空区应力恢复至原岩应力区。 l 概 况 krh 4271B8工作面南起一660mIV线石门以南90m，北至一 660m中央出煤石门。上限标高 一539．Om，下限标高 一 670．5m，南翼B8煤层未回采，北翼4271B8工作面目前正 在回采。上阶段B8煤层已回采，上覆B9b煤层已回采完毕。 … 600 780m延伸交通井为半圆拱式，支护方式采 用壁内注浆内套u型棚、锚喷联合支护，围岩岩性主要以 砂岩为主，与4271B8工作面法向距离平均为60m(工作面 Y 与延伸交通井相对位置如图2所示)。B8煤层总体呈单斜 图1 巷道围岩远场应力分析模型 构造形态，平均走向345。，倾向NE方向，平均倾角20。。 图1中：，为工作面覆岩的平均容重；日为工作面埋 直接顶平均厚度3m，为深灰色厚层状砂质泥岩；老顶为厚 深； 为应力集中系数；fl，f2为表征工作面超前支承压力 3．5m中厚层状细砂岩；底板为浅灰色砂质泥岩。工作面长 峰值点的位置参数。显然，巷道围岩的应力分布特征取决 度为190m，采高为2．0m，放顶煤厚度为2．2m，采放比为 于巷道距工作面的位置参数h、6、巷道埋深及