坚硬顶板下综放工作面过空巷关键技术

发布时间：2020-05-12 04:36

【摘要】：针对工作面过空巷易出现矿压显现剧烈及空巷围岩大变形等问题,基于岩层运动中心建立的矿山压力理论为指导思想,以切顶短臂梁为理论基础,提出了综放工作面过空巷切顶卸压+恒阻大变形锚索支护技术。利用理论分析和数值模拟的方法分析了巷道围岩的稳定性、估算出周期来压步距及构建空巷理论力学模型,通过预裂爆破和等压小煤柱技术,使得超前支撑压力峰值处于空巷前方的煤壁深处,同时结合恒阻大变形锚索耦合支护技术控制巷道顶板的大变形。数值模拟结果显示,工作面周期来压步距约23.4 m,周期来压时超前支承压力位于煤壁前方12 m处。
【图文】：

障锴霸ち亚卸ゼ跋锬诤阕璐蟊湫?支护技术，并在用数值模拟软件进行验证。1工作面概况1.1工作面工程概况济三煤矿123下04工作面顶板上方约25m处为上层煤开采形成的采空区。3下煤层顶底板情况：基本顶为中砂岩，平均厚度20.96m，斜层理、坚硬，f=8~10；直接顶为粉砂岩，平均厚度1.22m，f=4~6。底板情况：直接底为粉砂岩及粉细砂岩互层，厚度平均厚度为9.35m，f=4~6；基本底为粉砂岩，厚平均厚度4.52m，f=4~6。在煤层中平行底板存在2个空巷，分别为：123下04联络巷及十二采区泄水巷（图1）。图1空巷位置示意图1.2围岩结构及物化成分对空巷围岩中的煤、顶板中砂岩和底板粉砂岩3组岩样进行全岩矿物分析、黏土矿物分析和岩石力学参数实验，实验结果见表1。通过实验测得各种岩石的全岩矿物成分、含量及其中黏土矿物的成分及相对含量（表2）。巷道顶板中砂岩黏土矿物为17.5%，巷道底板粉砂岩中含有21.4%的黏土矿物，并含有少量的白云石和方解石。煤中非晶质占了含量的绝大部分，，为85.5%，同时含有少量的石英、钠长石、白云石、赤铁矿及黏土矿物。对煤岩试件进行电镜扫描结果如图2，分析可知：含有黏土矿物的岩石，其蒙脱石或是伊/蒙混层矿物在岩石中具有定向结构，多呈片状分布。岩石的微裂隙较发育，部分裂隙夹有长石、方解石晶体等充填物，大部裂隙连通性较好，严重影响巷道围岩的稳定性。图2煤岩试件电镜扫描图2结构力学模型及理论分析2.1结构模型根据以上覆岩层运动为中心的实用矿山压力理论，建立采场结构力学模型（图3）。·88·

煤岩,结构力学,试件,黏土矿物

、含量及其中黏土矿物的成分及相对含量（表2）。巷道顶板中砂岩黏土矿物为17.5%，巷道底板粉砂岩中含有21.4%的黏土矿物，并含有少量的白云石和方解石。煤中非晶质占了含量的绝大部分，为85.5%，同时含有少量的石英、钠长石、白云石、赤铁矿及黏土矿物。对煤岩试件进行电镜扫描结果如图2，分析可知：含有黏土矿物的岩石，其蒙脱石或是伊/蒙混层矿物在岩石中具有定向结构，多呈片状分布。岩石的微裂隙较发育，部分裂隙夹有长石、方解石晶体等充填物，大部裂隙连通性较好，严重影响巷道围岩的稳定性。图2煤岩试件电镜扫描图2结构力学模型及理论分析2.1结构模型根据以上覆岩层运动为中心的实用矿山压力理论，建立采场结构力学模型（图3）。·88·

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