双巷布置工作面宽煤柱留巷矿压规律研究.pdfVIP

总第 187期 doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2015．03．015 双巷布置工作面宽煤柱留巷矿压规律研究 赵 双全 (潞安集团余吾煤业公司，山西长治 046103) 摘 要 ：采用数值模拟及现场实测手段对双巷布置工作面宽煤柱留巷矿压规律研究，结果表明，采空区形 成后 。侧向49m范围内煤层应力均发生不同程度调整，且表现出显著的分区特征。临空宽煤柱 内侧 15m 范围发生塑性破坏，承载能力下降，采空区顶板压力向进风巷侧转移。煤柱帮锚杆滞后工作面 150m时， 受力变化由增长变为下降；外帮锚杆受力 自回采后持续增长，滞后工作面300m后趋于稳定，锚杆受力增 长3倍。 关键词 ：双巷布置工作面；宽煤柱；矿压规律；实测 中图分类号：TD353 文献标识码：B 文章编号：1005—2798(2015)03．0039—03 回采工作面巷道布置有多种方式，包括单巷、双 工作面回采过程中，内圈巷道超前支护段矿压显 巷及多巷布置方式。在部分高瓦斯矿井，双巷及多 现缓和，巷道表面变形量均在 300mm以内。工作面 巷布置工作面的外圈巷道需延用至 回采结束，甚至 后方外圈巷道变形剧烈，以底鼓和煤柱侧帮鼓为主． 扩修后为下一工作面继续服务。与沿空留巷及窄煤 最大底鼓量可达 15001TtITI，煤柱帮鼓约800mm，外帮 柱留巷不同。该类留巷与采空区之间煤柱宽度较大， 鼓约300m，顶板变形不明显。N2105工作面外圈 一 般为20—40m。 目前，沿空留巷或窄煤柱留巷多 巷道在掘进及回采前均未发生显著矿压异常。而在 应用在单巷布置工作面，相关研究成果较多_l]。 侧 向采空区形成一段时间后发生了剧烈变形．这表 相对而言，对双巷或多巷布置工作面的宽煤柱留巷 明采空区的形成对侧 向宽煤柱和留巷的变形受力特 矿压规律研究较少_4j。 征影响显著，且该影响具有一定的时空规律。为分 工作面回采后，受采空区顶板下沉影响，宽煤柱 析 以上影响机制，分别利用数值模拟和现场实测手 变形、受力及弹塑性变化特征与窄煤柱差异较大，相 段进行研究。 关规律研究对于煤柱宽度优化、留巷支护参数设计 及动力灾害防范均具有重要意义。文章采用数值模 拟和现场实测相结合 的方法，对 山西余吾煤业 N2105工作面宽煤柱留巷矿压规律进行系统研究， 得到了有意 的结论。 1 工作面；慨况 余吾煤业 N2105工作面为所在采区首采工作 图1 N2105工作面巷道布置示意 面 ．四周均无采空区，埋深 507～597m，工作面宽 2 采空区侧 向宽煤柱及留巷围岩受力演化 285m，煤层平均厚度6．31m，直接顶和直接底均为 规律 泥岩，老顶为细砂岩，老底为粉砂岩。采用综采放顶 煤开采 ，全部垮落式管理顶板 。工作面由西向东整 采用 FLAC如数值模拟研究 N2105工作面采空 体近似为一单斜构造 ，平均坡度 +5。，北部发育一贯 区形成对侧 向35m宽煤柱及进风巷两帮应力变化 穿工作面倾向的宽缓背斜。如图1所示，工作面采 的影响。计算模型中各岩层厚度按照N2105工作 用双巷布置 ，巷间煤柱宽35m，内圈巷道沿底掘进 ， 面钻孔资料得出，巷道宽5m、高4m。采用应变弱 外圈巷道沿顶掘进。外圈巷道一直使用至工作面回 化模型，材料参数赋值参考实验室测试数据及类似 采结束。所有巷道均采用锚网支护顶板及两帮。 条件矿井相关结论 。图2为 自采空区形成开始，同