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近距离下煤层巷道支护优化及支架选型研究作者：张有狮来源：《科技传播》2012年第24期摘要在我国近距离煤层赋存和开采所占比重很大，而吕梁矿区木瓜煤矿层间距小于10m 的可采储量占总储量的80%，所以研究近距离下煤层巷道支护优化具有重要的现实意义。
针对木瓜煤矿近距离煤层采空区、遗留煤柱下巷道支护方案确定的技术难题，基于下分层回采巷道变形破坏机理和锚杆支护理论，采用理论和数值模拟相结合方法，对于不同的层间距采用不同的支护形式与支护参数；并结合10-107的生产技术条件，对巷道进行了支护优化设计，结果表明有效地改善了围岩的应力状态，提高围岩的承载能力；降低了巷道断面的收缩变形，变形控制在25%以内，巷道围岩变形得到了显著的控制，该成果为近距离下煤层安全开采研究具有现场指导意义。
关键词近距离煤层；下煤层；巷道支护；锚杆支护；优化设计；支架选型中图分类号TD55 文献标识码A 文章编号1674-6708（2012）81-0076-020 引言在我国近距离煤层赋存和开采所占比重很大，而吕梁矿区木瓜煤矿层间距小于10m的可采储量占总储量的80%，所以研究近距离下煤层安全开采技术具有重要的现实意义[1-5]。
近距离煤层上分层开采过程中，引起回采空间周围岩层应力重新分布，不仅在回采空间周围的煤柱上造成应力集中，而且该应力将向底板岩层深部传递，使得煤层底板岩层也会发生一定的变形和破坏，进而对布置在下分层中的回采巷道的支护和维护造成极坏的影响[6-9]。
同时巷道极易发生顶板冒漏事故，冒漏区也易积聚瓦斯，严重影响巷道的掘进和安全生产。
为此对近距离下部煤层回采巷道进行合理有效的支护成为重要的任务。
1 下分层回采巷道变形破坏机理对于木瓜矿10#煤工作面回采巷道，在上分层9#煤已经开采并保留20m煤柱的情况下，下分层回采巷道破坏机理具有如下新特点：1）围岩强度低，松散破碎。
10#煤工作面回采巷道处于9#煤煤层采空区下方，经受9#煤开采动压影响，木瓜矿9#煤与10#煤层间距在西二盘区只有2m～10m，层间距较小，根据已有的理论，围岩处在9#煤底板的采动破坏带内，围岩强度降低，尤其对于层间距特别小的范围内，围岩松软破碎，若支护不及时，巷道顶板有整体冒顶的危险；2）巷道处于非均匀应力状态。
近距离煤层群采空区下开采巷道支护技术研究发布时间：2021-05-07T10:24:16.903Z 来源：《基层建设》2020年第34期作者：张承祖[导读] 摘要：在我国，近距离煤层群在煤炭赋存资源中占据了很大的比例，如西山矿区、大同矿区与神东矿区等。
晋能控股煤业集团小窑头煤业有限公司山西大同 037037摘要：在我国，近距离煤层群在煤炭赋存资源中占据了很大的比例，如西山矿区、大同矿区与神东矿区等。
随着开采规模的不断增大，许多矿区都对近距离煤层群下煤层进行开采，当煤层的层间距较小时，上煤层的开采对下煤层产生了较大的采动影响，上部工作面遗留煤柱会在底板岩层中传递应力，使下部煤层工作面巷道所处位置应力分布不均匀，巷道围岩稳定性差，支护较为复杂。
本文对近距离煤层群采空区下开采巷道支护技术进行研究。
关键词：支护；巷道；合理位置1工程概况某矿43104工作面位于井下西十一采区，开采3号煤层，东为43106采空区，南邻3号煤回风巷，西部为已回采的43102工作面，北为随老母断层。
该面上覆2号煤均已回采，北部切眼附近为巨成矿2号煤的小窑破坏区，2号煤与3号煤的层间距为7～15m，平均11m左右，属于典型的近距离煤层。
2号煤层厚度为2.25～3.43m，平均2.8m；3号煤层厚度为1.20～2.60m，平均1.9m，煤层平均倾角为5°，属于全区稳定可采煤层，3号煤层顶底板岩层情况如表1所示。
表13号煤层顶底板特征2下煤层工作面巷道合理位置的确定根据前人研究结果可知，目前近距离煤层采空区下巷道布置方式可以分为外错式、重叠式、内错式三种。
结合西铭矿43104工作面的实际条件，采用内错式布置巷道方式(如图1所示)，不但可以改善巷道所处应力环境，也可以减小上部遗留煤柱对下煤层工作面的影响。
图1巷道布置示意根据矿山压力力学分析和前人总结出的内错距计算公式，将下煤层巷道布置于上煤层遗留煤柱影响范围之外，可以按照下式计算内错距离：式中：L为上、下煤层巷道错距，m；h1为层间岩层厚度，取均值11m；h2为下煤层巷道高度，取1.9m；θ为应力影响角，取35°。
综采工作面跨采巷道围岩支护及矿压规律研究段成海;赵炎;滕士军【摘要】With the increase of mining intensity and deepening of coal mining depth,the influence of dynamic pressure on the roadway is aggravated. The surrounding rock deformation of the roadway is serious, which makes it difficult to control the surrounding rock of the roadway and thus affects the mine production safety. By monitoring and researching the technical problems surrounding rock control in cross-mining roadway, solving the problem of roadway support affected by multi-span mining in the condition of multi-mining, this study provides a theoretical basis for the surrounding rock support in the roadway.%随着矿井开采强度的不断增大和煤矿开采深度的不断加深,动压对巷道的影响加剧,巷道围岩变形严重,使巷道围岩难以控制,进而影响矿山生产安全.本文通过监测研究跨采巷道围岩控制技术问题,解决跨采条件下受跨采影响巷道支护难题,为底板巷道围岩支护提供理论依据.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2017(036)036【总页数】2页(P129-130)【关键词】跨采巷道;围岩控制技术;动压显现【作者】段成海;赵炎;滕士军【作者单位】山东能源枣矿集团柴里煤矿,滕州277519;山东能源枣矿集团柴里煤矿,滕州277519;山东能源枣矿集团柴里煤矿,滕州277519【正文语种】中文【中图分类】TD353柴里煤矿袁堂井3下906东综放工作面井下位于239采区东北部，一分层于2015年12月29日开采，2016年7月22日停采。
基于近距离煤层开采巷道支护技术研究【摘要】摘要：煤层开采是煤炭资源利用的重要方式，而巷道支护技术在煤层开采过程中起着至关重要的作用。
本文旨在研究基于近距离煤层开采的巷道支护技术，首先介绍了巷道支护技术的概述和研究的意义，然后分析了近距离煤层开采的特点和巷道支护技术的研究现状。
接着详细阐述了基于近距离煤层开采巷道支护技术的原理与方法，以及技术的应用与效果评价。
最后探讨了基于近距离煤层开采的巷道支护技术的未来发展方向，并对整个研究进行了总结和展望。
本研究将有助于推进巷道支护技术的发展，提高煤炭开采效率和安全性。
【关键词】煤层开采、巷道支护技术、近距离、原理与方法、技术应用、效果评价、发展方向、总结与展望1. 引言1.1 煤层开采的重要性煤炭是世界主要能源资源之一，其在能源生产和工业生产中发挥着重要作用。
煤炭储量大、分布广，燃烧后产生的热量可以转化为电力，供给各行各业的生产和生活使用。
煤层开采作为获取煤炭资源的主要方式，具有重要性。
煤炭资源的开采可以促进当地经济发展，提升当地居民的生活水平。
煤炭作为主要能源资源，其开采也在一定程度上支撑着全国的工业生产和国民经济的发展。
煤层开采对于国家的能源安全和经济发展具有重要意义，因此其重要性不可忽视。
随着煤炭需求的增加和煤炭资源的逐步枯竭，近年来对煤层开采技术的研究和改进显得尤为迫切。
近距离煤层开采是煤炭资源开采的一种重要方式，其通过改进现有的巷道支护技术，提高开采效率，降低安全风险，为煤炭资源的合理开发和利用提供了必要的技术支持。
1.2 巷道支护技术的必要性巷道支护技术的必要性在近距离煤层开采中显得尤为重要。
随着煤炭资源的日益枯竭，煤层开采面临着越来越严峻的挑战。
而巷道是煤层开采的重要部分，巷道的稳定与否直接影响到整个开采工作的进展和安全。
巷道支护技术的存在和应用显得尤为必要。
在近距离煤层开采中，巷道往往位于地下深处，受到地压和岩层构造等多种因素的影响，其稳定性面临较大挑战。
近距离煤层跨采巷道围岩支护技术研究
康建东1
,谢文兵2
,颜炳杰
2
(1.煤炭科学研究总院重庆分院,重庆400037;2.中国矿业大学能源与安全工程学院,江苏徐州221008)
摘 要:近距离煤层上部煤层开采对下部煤层已有回采巷道的影响十分剧烈,当上部煤层与下部煤层回采巷道重叠时,下部煤层回采巷道的维护尤其困难。
针对付村矿209孤岛工作面回采巷道重叠的特殊情况,通过理论分析与UDEC 数值模拟计算,提出了合理控制下部煤层巷道围岩的空间斜拉锚索支护方案,并成功应用于修复巷道。
关键词:近距离煤层;孤岛工作面;数值模拟;空间锚索;修复巷道中图分类号:TD325 文献标识码:A 文章编号:1008-4495(2006)06-0047-02
收稿日期:2006-03-01
作者简介:康建东(1981—),男,山西太原人,硕士,主要从事矿山压力、采场围岩控制以及数值模拟等方面的研究。
E -mail :cumtkangkang @ 。
付村矿209工作面开采3上、3下两层煤,两层煤之间有7.59～9.35m 厚砂岩,3下煤层埋深522.2～549.2m 。
209工作面东边是211工作面,西边是
207工作面,两工作面3上、3下两层煤都已回采结束。
因此,209工作面属孤岛工作面。
209工作面3下轨道巷,因其它工作面运输需要早已掘完。
受211工作面3上、3下两层煤开采以及成组断层破碎带影响,209工作面3下轨道巷已产生严重变形,209工作面3上轨道巷掘进时引起3下轨道巷冒顶,并有一定程度淋水,严重影响3下轨道巷的维护和使用。
1 巷道围岩变形机理数值模拟
1.1 211工作面开采对3下209梭车道围岩稳定性影响分析
根据3下209梭车道与211工作面的空间位置关系,建立力学模型,采用岩土工程数值分析软件UDEC ,简要地分析211,209工作面开采对3下209梭车道围岩稳定性影响。
建立的模型如图1所示,图2为岩层综合柱状图。
由图1可见,3下209梭车道与211工作面最近的水平距离只有14m 。
显然,3下209梭车道受到了211工作面开采的强烈影响。
为了方便分析问题,模型中设置了a —a 剖面线。
211工作面3上和3下煤层开采后,a —a 剖
面线
图1 211和209
工作面的位置关系及模型图
图2 岩层综合柱状图
上应力分布见图3。
由图3可见,211工作面开采影
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响的范围在60m 以上,影响较严重的范围在40m 以上。
因此受211工作面开采影响后,3下209梭车道距211工作面的距离在40m 以内的都将受到211工作面开采的严重影响。
图3 a —a 剖面线上应力分布
图4显示了211工作面3上、3下煤层开采后,209工作面3下煤层顶板应力和位移变化情况。
图中曲线1代表211工作面3上煤层开采引起的,曲线2代表211工作面3上、3下煤层开采影响的。
可见,211工作面开采后,3下209梭车道两侧煤帮上的应力较大,导致3下209梭车道的顶板和两帮位移较大。
图4 3下煤层顶板上的应力和位移分布图
1.2 209工作面3上煤层开采对3下209梭车道影响分析
根据211工作面开采对3下209梭车道影响分析,受211工作面开采影响后,3下209梭车道靠211工作面一侧巷帮产生严重内移和一定程度的底鼓。
209工作面3上煤层开采后,在211工作面与209工作面之间的煤柱上将产生很高的集中应力,引起3下209梭车道两帮和顶板变形较大。
图4中曲线3显示了209工作面3上煤层开采后,209工作面3下煤层顶板的应力和位移变化情况。
由图4可见,受211工作面开采影响段,在209工作面3上煤层开采后,在3下209梭车道煤柱侧煤帮上的应力增加很大,导致3下209梭车道的顶板和煤柱侧帮位移进一步增大;对3下209梭车道不受211工作面开采影响的区域,受到209工作面3上煤
层开采影响后,3下煤层顶板上应力和位移变化情况也将进一步增大,导致3下209梭车道两帮的位移较大,从而导致顶板的变形较大。
由上述分析可见,如不采取有效的加固措施,将来209工作面3上煤层开采时,无论巷道是否受211工作面开采影响,209工作面3上煤层开采都将引起3下209梭车道两帮严重内移,并有一定程度的底鼓,特别是靠近211工作面开采影响的区域,两帮内移、顶板下沉和底鼓将更加严重。
两帮内移造成的影响,使顶板锚网支护形成的组合梁结构实际跨度加大,顶板岩层易在锚网加固形成的组合梁结构和煤壁上方的岩梁结构之间破断,亦即在煤壁上方产生切冒。
2 巷道支护设计
根据上述分析,3下209梭车道在209工作面3上煤层开采时,巷道围岩的主要变形特征是两帮内移和顶板下沉,并可能导致顶板产生拱冒和切冒型破坏。
因此3下209梭车道加固总的技术思路如下:
1)采用高强锚杆和帮锚索加固两帮,提高两帮的稳定性,为顶板锚网支护形成的组合梁结构提供可靠的承载基础。
2)采用空间锚索或锚网索加固顶板,防止顶板出现拱冒和切冒,提高组合梁结构的稳定性和承受动压影响的能力。
具体支护方案如图5所示。
图5 空间锚索支护方案图
(下转第50页)
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64℃,对全国矿井是适用的。
当知道了空气的3个参数时,可以通过自动滑动读取参数,也可以通过空气参数计算器计算得到结果。
应用中的误差分析:
状态点:实际干球温度34℃,湿球温度19.3℃,空气焓值55032.07J kg。
程序取值:干球温度33.93℃,湿球温度19.41℃,空气焓值55399J kg。
方差分析见表1。
表1 方差分析
类别干球温度
℃
湿球温度
℃
空气焓值
(J kg)
误差0.070.11367相对误差0.0020588240.005699480.006668847方差0.00490.0121134689
可见,各项的相对误差范围都在1%以内。
进一步扩大误差分析,其误差均在1%以内。
2.3 程序应用界面及特点
程序应用界面见图2。
程序主要特点:
1)直接读数系统,图上任意一点的热力参数与鼠表点对应,类似于卫星定位;
2)空气热力参数计算器系统,只需要空气干球、湿球温度,大气压(标高),即可计算其它任意参数;
3)状态过程分析系统,任意2个点或3
个点的
图2 程序应用界面
混合风参数计算,对于矿井降温而言最常用的是冷、热风混合计算,即2个点;
4)图形绘制系统,定义干湿球温度范围,即可出任何标高下对应的焓湿图,完美解决了目前国内外矿井降温设计研究存在的基础问题。
3 结束语
该平台作为开展研究的重要子专题之一,正准备与矿井通风网络风流热力参数预测计算并接。
同时对于地面建筑工程热湿环境控制及节能技术的研究也是适用的。
(责任编辑:吴自立)
(上接第48页)
从目前3上209工作面回采情况来看,支护效果良好。
3 结论及建议
1)近距离跨采巷道特别是巷道重叠时,上部煤层开采对下部煤层已有巷道影响十分剧烈。
巷道围岩长期处于不稳定状态下,在应力扰动下,巷道围岩变形严重围岩应力较大,容易形成支护难题。
2)根据近距离煤层孤岛工作面回采巷道的相应位置关系,采用空间锚索进行支护可以有效地控制下煤层巷道的围岩变形。
3)现场支护工作中,由于修复巷道形成较早,顶板离层时有发生,树脂药卷难以送入孔底,可特制一定材料的管材做导管,方便使用。
参考文献:
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国矿业大学出版社,1994.15～129
[2]蒋金泉,冯增强,韩继胜.跨采巷道围岩结构稳定性分类
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[4]陆士良.厚煤层大巷掘前预采卸压的研究[J].煤炭学
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(责任编辑:吕晋英)
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