特厚煤层综放沿空掘巷围岩控制机理及其应用
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图片说明： 了对特厚煤层沿空掘巷围岩稳定性控制，丰富了沿空掘巷围岩的控制实践，为类似条件下的巷道围岩变形机制及控制技术提供了借鉴。1工程概况同煤集团塔山煤矿位于大同市南郊区及怀仁县境内，距同煤集团15km。井田平均走向长24.3km，平均倾斜宽11.7km，井田面积170.91km2。塔山煤矿初期以石炭二叠系3～5号煤层为主采煤层，厚度范围为11.81～17.76m，平均厚度为14.83m，，倾角1°～3°，煤层结构复杂，平均含夹矸层数10层，直接顶为炭质泥岩、粉细砂岩组成，厚度17.72m，基本顶为17m厚的K3砂岩，工作面顶底板柱状如图1所示。图1煤层顶底板柱状图Fig.1Histogramofcoalseamroofandfloor8204综放工作面位于二盘区东部，埋深为480～533m，工作面采高3.6m，采放比为1∶2.92，工作面端部未放顶煤宽度为7m。8204回风平巷位于8206综放工作面采空区侧，采用沿空掘进方式布置，为世界首条15m厚煤层综放沿空巷道，护巷煤柱宽度为6m，巷道沿底掘进留顶煤，设计断面尺寸为5m×3.3m(宽×高)。826
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图片说明： 2.1特厚煤层沿空掘巷维护特点塔山煤矿特厚煤层综放沿空掘巷围岩维护特点如下:(1)特厚煤层综放开采影响范围大8206综放工作面开采后，其覆岩活动程度、影响范围与趋稳时间均较大。15m厚的采高使得采场顶板冒落范围大，裂隙带发育程度高，其基本顶活动具有其自身特殊性，在其活动过程中采动应力对采空区边缘煤柱产生持续较长时间的剧烈影响，影响范围广［16］，这在综放工作面采空区侧向支承压力上表现出来的是其峰值点向煤柱深部转移，影响范围增加。塔山煤矿特厚煤层综放开采侧向支承压力分布的微震监测结果如图2所示［17］。由图2可知，特厚煤层综放工作面顶板在侧向35m以内开始断裂，侧向支承压力峰值位于煤体内部35～41m，影响范围可达60m。由此可见，原有区段煤柱留设宽度38～45m，使得巷道基本位于支承应力峰值区，缺乏科学性;特厚煤层开采极限平衡区范围大，而沿空巷道及其围岩塑性破坏区均位于此区域，煤体裂隙异常发育，巷道维护困难。图2综放工作面侧向支承压力微震监测结果Fig.2Ｒesultsofmicro-seismicmonitoringonlateralabutmentpressuredistributionoffull-mechanizedcavingface(2)采动影响区沿空掘巷顶煤性质劣化8204沿空掘巷沿煤层底板掘进，仅顶煤厚度即达10余米，且之上为10m左右的泥岩，无法为锚索提供稳固可靠性强的锚固点;而且3～5号煤层煤体结构复杂，裂隙发育，含夹矸层数最多达16层，在经历相邻大型综放工作面剧烈采动影响后，其采空区边缘煤柱在较大范围内处于不同程度的松软破碎状态，锚索支护易发生钢绞线连同锚固剂从钻孔中被拉出现象［18］，锚固可靠性一般;在巷道掘进后，沿空掘巷不仅要经历自身扰动，还要再次承受来自上覆岩层活动的影响，沿空掘巷顶板维护难度剧增，对顶板控
【作者单位】： 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院;大同煤矿集团有限责任公司;中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51504259,51234005) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2010QZ06)
【分类号】：TD353
【参考文献】
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本文编号：2515377
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