合并层巷道锚杆支护技术研究与应用.pdfVIP

煤矿现代化 2011年第2期 总第101期 合并层巷道锚杆支护技术研究与应用 温建忠 (杏儿沟煤业有限责任公司，山西 大同 037003) 摘 要 为了解决合并层巷道支护技术难题，在现场调研的基础上确定了巷道支护设 计方法及巷道支护方案，选择数值模拟方法对多个组合方案比分析后确定了合并层巷道锚 杆锚索支护参数，应用于现场后取得 了较好 的技术经济效益。 关键词 合并层 ；巷道支护；数值模拟 中图分类号：TD353 文献标志码 ：A 文章编号：1009—0797(2011)02—0014—02 LIJ西 组 9#一10#一11#合 并 层 平 均 厚 度 为 新的未知量就是场变量的结点值 。求解方程组即得 9．59m，煤层结构复杂 ，稳定可采 ，煤种为瘦煤 。 场变量的结点值 ，继而求出整个单元集合体的场变 S1107材料巷沿 9#一10#一11#合并层底板掘进 ，直 量 ，最终求得位移和应力的近似解 ，确定出锚杆锚 接顶板为煤层 ，巷道断面形状为矩形 ，掘进断面 索支护参数 。 12．6m ，巷道宽 4．20m，高 3．00m。 (3)依据数值模拟结果 ，参照现场支护现状 ，最 通过对新 阳煤矿下组煤岩力学特性实验研究 ， 终设计 出适合该巷道具体条件 的合理的支护参数 。 对煤岩的强度 、变形特性和破坏机理有 了比较清楚 2 巷道支护形式确定 的认识 。煤 中内生裂隙的线密度为每 80ram约 3～ 4条，内生裂隙面的高度大多为 1～2mm，部分 内 S1107巷道沿 9#一10#一1l#合并层底板布置 ，巷 生裂隙被方解石脉充填 。内生裂隙面平直，均为煤 道顶部煤层厚度达 6．0m，形成了独特的围岩结构 ， 变质过程 中煤 中次生流体释放所致 。次要 内生裂隙 主要表现在：煤层本身成为巷道 的顶板 ，并与两帮 面不发育，外生节理稀少 。煤的物理力学特性表现 煤层形成单一岩性的全煤结构围岩。这与一般意义 出十分显著的各 向异性 。顶板 K，灰岩整体性好 ，致 上的回采巷道 围岩结构顶底板为岩石，两帮为煤层 密坚硬，强度高，为巷道支护提供 了相对有利的条 有显著区别 ，体现在 ：巷道顶煤与两帮同属煤层 ，因 件 ，能够充分发挥锚索 的悬 吊优势 。 而围岩变形具有显著的整体性和一致性；煤层强度 较一般岩石低 ，且节理 、层理发育 ，残余强度和长期 1 巷道支护设计方法 强度极低 ，蠕变变形破坏趋势增强 ；顶煤破坏除原 在对该矿进行巷道支护现状进行调研 、考察的 生裂隙的发展外 ，也很容易出现煤块的压剪破裂。 基础上，通过综合分析研究 ，制定出该矿锚杆锚索 根据煤层赋存条件及顶板岩石变化特点 ，结合 支护参数设计程序为： 本矿巷道变形实际情况 ，项 目组对 9#一10#一11#合 (1)巷道 围岩地质力学评估，它包括 围岩强度 、 并层及顶底板进行了系统的力学参数测定 ，利用钻 围岩结构 、地应力、井下环境评价及锚 固性能测试 孑L窥视仪对巷道顶板煤层裂隙和整体情况进行观 等 内容 ，为初始设计提供可靠的基础参数 。 察，对矿井地质报告所提供的地质资料做 了对 比与 (2)数值模拟计算 ，本项 目应用有限元数值模 分析 。选择锚杆、锚索、w 钢带 、金属网联合支护形 拟软件进行分析计算 ，在各种有限元计算机软件 式