• 全部
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

杨仁树课题组提出大幅提高回撤通道围岩稳定性方案

2017-06-12

  这项研究的创新点为:在分析覆岩活动规律的基础上提出了合理的回撤通道位置,在提高支架初撑力的基础上,顶板采用全锚索支护、煤帮为锚网索联合支护。这项研究得到了国家自然科学基金的资金支持。     


  晋煤集团赵庄矿5310工作面为研究对象。赵庄矿主要开采3号煤层,采高大、煤层松软、顶板条件差,各种隐伏断层和构造多,工作面开采条件比较特殊。目前,工作面设备回撤主要采用无预掘回撤通道,即工作面推进至终采线后开掘回撤通道,采用锚杆、锚索支护。但对回撤通道的布置和支护设计多以经验为主,缺乏相应的理论指导。


  回撤通道位置确定   


  5310工作面为典型的高强度开采工作面。工作面推进过程中,移架后直接顶首先在采空区发生离层冒落;基本顶达到其极限跨距后,发生断裂、回转、触矸,基本顶经历“稳定—失稳—再稳定”周而复始的运动过程。

  

  不考虑人为因素时,工作面推进至终采线时,回撤通道与基本顶断裂位置有4种空间关系,即岩块B断裂位置在煤壁上方、在回撤通道上方、在支架上方、在采空区上方。基本顶不同的断裂位置如下图所示。  


    


  通过分析计算确定采用此类回撤通道的必要条件是:周期来压步距L>L1+L2,且保证具有足够的安全距离L3。其中L1为支架尾梁距断裂线的距离,L2为回撤通道煤帮距支架尾梁的距离,L3为回撤通道煤帮距岩块A潜在断裂线的距离。 回撤通道支护方案 围岩控制对策   


  采用FLAC3D软件对回撤通道围岩变形破坏情况进行模拟分析,为了便于计算采用平面模型,模型的长×宽×高为280 m×1 m×120 m,共11 069个单元和19 307个节点。在支护方案选择时应坚持“顶帮协同控制”的原则。


  支护方案  


  回撤通道顶板采用全锚索支护,煤帮采用锚网索联合支护,回撤通道中部区域具体支护方案如下图所示。


     


  顶板支护:采用全锚索支护,锚索为直径为22 mm的1×19股钢绞线,共布置6排。   


  煤帮支护:采用锚杆、锚索加钢筋梯梁支护,每排布置3根锚杆,2根锚索,每排锚杆和锚索采用钢筋梯梁连接。间距为950 mm,排距为1 200 mm。


  现场监测效果  


  工作面最后一次来压结束后继续向前推进4个循环,在最后一个循环前打设锁口锚索。工作面停采后,为了对顶板提供更大的初撑力,防止工作面支架被压死,减轻煤壁的压力,在每台液压支架下方增设两个单体液压支柱,然后采用人工支掘的作业方式先开挖通道的上半部,再用采煤机扫底,保证回撤通道的断面满足要求,按照支护方案进行支护,回撤通道围岩控制效果如下图所示。


     


  这一方案实现了特殊条件下大采高工作面设备的快速搬家倒面。


  文章来源:杨仁树,李永亮,朱晔,等.特殊条件下大采高工作面回撤通道稳定性控制研究[J].煤炭科学技术,2017,45(1):10-15.

  责任编辑:宫在芹
今日专家
亮点论文

作 者 王振国1,田素超1,包迪文1,李 博2单 位 1. 徐矿集团天山矿业公司;2. 中国矿业大学。摘 要为了解决俄霍布拉克煤矿多进风井井底风流汇合点附近巷道风流方向不...

今日企业

主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会

©版权所有2015 煤炭科学研究总院有限公司 地址:北京市朝阳区和平里青年沟东路煤炭大厦 邮编:100013
京ICP备05086979号-16  技术支持:云智互联