外错式回采巷道围岩稳定性评判与控制技术研究.pptVIP

潞安矿业集团公司五阳煤矿 外错式回采巷道围岩稳定性评判与控制技术研究 潞安矿业集团公司五阳煤矿 1.立项背景 煤炭作为我国的主要能源，在国民经济建设中具有重要的战略地位。据统计，5米以上厚煤层的生产矿井数量为生产矿井总数的40.6% 。厚煤层开采一般采用综放开采和分层开采。 综采分层开采下分层布置方式分为内错式和外错式两种。 内错式布置是下分层平巷布置在工作面的内侧，巷道在假顶下掘进，易于掘进及维护，但煤柱大，资源浪费严重，回采率低。 外错式布置是下分层平巷布置在工作面的外侧，巷道布置在了上分层的煤柱下，使得巷道围岩处于高应力作用区，对巷道维护不利，所以很少采用。 近几年来，煤炭市场繁荣，为实现高效回收煤炭资源、充分发挥综采设备效率,提出了下分层外错布置方式。 巷道采用外错方式布置，成功的关键在于外错布置时对巷道围岩稳定性的正确判断和对巷道围岩稳定性实施有效控制。本课题的目的就是要在对五阳煤矿外错式回采巷道围岩稳定性评判和控制技术进行研究的基础上，最终解决下分层开采的巷道外错式布置方式外错式回采巷道围岩稳定性评判与控制技术研究在五阳煤矿应用的问题。 总体上看，研究成果也将是对煤炭地下开采中巷道围岩控制领域作出的重要贡献，具有重要的理论意义和现实意义。 2、同类技术国内外状况 当前分层开采时，下分层布置方式分为内错式和外错式两种。 一直以来，在国内外下分层巷道布置都采用内错式。内错式布置是下分层平巷布置在工作面的内侧，巷道在假顶下掘进，易于掘进及维护，但煤柱大，资源浪费严重，回采率低。 一般认为，外错式布置是下分层平巷布置在工作面的外侧，外错式巷道布置在上分层的煤柱下，使得巷道围岩处于高应力作用区，对巷道维护不利，所以很少采用。关于下分层巷道布置在了上分层的煤柱下，国内外有关外错式巷道围岩稳定性研究及稳定性维护技术、合理的巷道外错位置确定等方面的研究几乎是空白。 3、外错式回采巷道布置的研究方法和手段 3.1外错式回采巷道围岩的稳定性评判研究 （1）现场调查及围岩力学参数测试。首先对五阳矿区煤、岩物理力学参数进行测试，同时详细调查现有外错式布置的采区巷道，对巷道维护存在的问题进行调查研究并分析解决问题的关键；根据分析结果，制定可行的现场测试方案，取得现场岩层位移及破坏区域的第一手资料。 （2）理论分析。理论分析外错式巷道围岩的应力、位移分布，研究围岩的稳定性，确定外错式巷道的合理外错距。 （3）数值模拟分析。利用数值模拟手段对外错式巷道围岩的应力、位移分布、松动范围做出研究。 （4）相似模拟实验。对于五阳矿下分层煤柱破坏失稳过程由实验室相似材料模拟实验的方法来确定。 （5）综合分析。结合以上各种研究工作，在对所得数据进行综合分析的基础上，利用有关岩石力学理论，对五阳矿区分层开采的外错式巷道围岩的稳定与否给出明确判断。 3.2外错式回采巷道围岩的稳定性控制研究 （1）分析总结已有的围岩控制理论，在此基础上研究外错式回采巷道围岩的控制理论。 （2）在外错式回采巷道围岩控制理论指导下，研究外错式回采巷道围岩的支护方案及相应的支护参数。 ４、结论 （1）五阳矿下分层回采巷道采用外错式布置可行。 （2）上分层开采时，合理优化上分层煤柱使其整体进入塑性状态，将会降低煤柱下方下分层煤体中的应力集中程度，有利于下分层回采巷道的外错布置。就五阳矿下分层回采巷道的外错布置而言，上分层巷道的护巷煤柱最优宽度为１４－２２ｍ左右。 （3）相似材料模拟结果表明，五阳矿分层开采的回采巷道采用外错式布置时，下分层回采巷道煤柱宽度不得低于１０ｍ。 （4）巷道外错可以考虑两种方案：上分层回采工作面如果已经全部结束，下分层工作面回采巷道按照对称的布置较为适宜；上分层区段护煤巷煤柱一侧工作面回采结束而另一侧工作面正在进行回采时，下分层工作面回采巷道按照非对称的形式布置较为适宜，既先在下分层煤柱远离上分层工作面一侧的边缘掘进回采巷道，当上分层工作面回采结束、采空区趋向稳定后，再在下分层煤柱另一侧内错一定距离掘进回采巷道。