基于锚杆轴力实测的综采工作面区段煤柱稳定性分析

发布时间：2020-01-23 23:48

【摘要】：为了保障采掘工作的正常接续,实现矿井的高产高效,我国西部矿区综采工作面的区段平巷大多采用双巷掘进方式,巷间区段煤柱先后经历掘进,一次回采及二次回采的扰动影响,矿压显现剧烈。采用锚杆无损检测技术对区段煤柱采动影响区域进行了锚杆轴力实测,进而对区段煤柱锚杆支护体的实时支护状态及其稳定性进行评价,并对区段煤柱超前加固支护设计提出合理建议。研究结果表明,在工作面两端区段平巷里,随测试锚杆距工作面距离增大,锚杆轴力呈先增加至峰值后逐渐减小,直至趋于稳定的总体变化规律;锚杆轴力峰值位置正好对应着区段平巷围岩大量破坏与未破坏的交界区域;通过锚杆轴力变化可以较好地反映工作面前后方的采动影响剧烈范围,为工作面区段平巷超前支护范围及其预防加固措施提供参考依据。
【图文】：

煤炭学报2017年第42卷Keywords:axialboltload;nondestructivetesting;doubleentryexcavation;sectioncoalpillars;stability我国西部矿区综采工作面的区段平巷大多采用双巷掘进方式，即在本区段工作面回采之前，，利用连续采煤机在工作面下端预先掘出两条区段平巷(胶带运输平巷和辅助运输平巷)，巷间留设不同宽度的区段煤柱，如图1所示。当上区段工作面回采完，在巷间区段煤柱的护巷作用下，上区段工作面的辅助运输平巷通常保留下来作为本区段工作面回风平巷使用［1－2］。这样既减少了巷道掘进率，又保障了采掘工作的正常接续，实现了矿井的高产高效。位于双巷之间的区段煤柱先后经历掘进，一次回采(A，B，C区)及二次回采(D区)的扰动影响，如图1所示。区段煤柱经常出现锚杆锚索大量断裂、大范围垮帮、甚至煤岩突出导致支护单体损毁等剧烈矿压显现，严重影响矿井生产的高效与安全［3－4］。图1双巷掘进工作面示意Fig.1Sketchmapofworkingfacebydoubleentriesexcavation区段煤柱的稳定性是煤柱所受矿压与煤柱承载能力之间的工程响应问题(图2)，涉及到采动矿压、煤柱位置及合理宽度留设、煤柱岩性以及支护形式等诸多因素［2－4］。在采动矿压理论方面，我国学者先后发展了“传递岩梁”［5］和“砌体梁”假说［3］。随着对矿山压力研究认识的不断深入，在“砌体梁”假说基础之上，进一步提出了“岩层控制的关键层理论”［6］。这些矿山压力理论(或假说)为掌握采场上覆岩层运动规律、发展煤柱设计理论及其稳定性控制技术提供了重要指导作用。基于“内外应力潮以及“横三区、竖三带”理论基础，丰富和发展了以区段煤柱位置选择及合理宽度留设为核心的沿空掘巷技术［7－8］:应用威尔逊理论、大板裂隙理论、?

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本文编号：2572451