薄煤层回采巷道支护技术研究
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2015年第1期 叶云生:薄煤层回采巷道支护技术研究
时,巷道围岩的剪应力破坏区缩小明显,但是底板靠
近两帮位置剪应力破坏区仍然较大,而帮部和顶板围
岩的剪应力破坏区主要集中在浅部围岩体;棚索耦合
支护巷道围岩的剪应力破坏区分布与工字钢支护时
较为相似,但两帮中部剪应力破坏区范围相对较大, 同时顶底板岩体基本不存在剪应力破坏。 工字钢棚支护时,巷道围岩拉应力破坏区主要集 中在巷道底板靠近两帮位置,顶板和两帮则基本没有 出现拉应力破坏区;采用锚杆支护时,拉应力破坏区 主要出现在帮中上部;而在棚索耦合支护条件下,巷 道围岩基本不存在拉应力破坏。 通过以上分析可以看出,与工字钢棚支护相比, 棚索耦合支护对控制围岩塑性区发育的效果较好;相 比锚杆支护,在减小巷道围岩剪切屈服和拉应力破坏 范围方面,棚索耦合支护效果较好。 4支护方案及支护效果 快速掘进巷道,不仅要保证最大的进尺,更为重 要的是确定合理的支护形式,保证巷道后期的正常使 用。如果只追求进度,一旦后期巷道变形较大,则很 可能陷入“前掘后修”的恶性循环中,不仅浪费大量 的人力财力,而且影响煤矿正常的安全生产。通过采 用有效的支护技术,合理安排支护工序,保证巷道的 快速掘进,即在提高巷道掘进速度的同时,采用结构 稳定型支护技术,有效控制巷道围岩变形。31118工 作面下副巷快速掘进支护技术方案如下: 以12 矿工钢棚作为基本支护,在巷道围岩表面 形成可靠的承载结构,同时采用带梁锚索进行结构补 偿以提高支护承载结构的稳定性,使巷道的支护强度 大大提高,从而有效控制巷道围岩变形。断面支护参 数为:首先以矿工钢棚作为基本支护,顶梁长度为 3 200 mm,棚腿长度为2 800 mm,棚距为1 000 mm, 钢筋网与网搭接100 mm,每隔300 mm用铁丝扎牢。 然后实施结构补偿锚索,锚索采用d17.8 mm×6 000
mm1860钢绞线,为相对减少支护作业时间,锚索布
置采用A、B两种断面相间布置,其中断面A布置3
根,顶板中部1根,两帮距巷道底板1 300 mm处各布
置1根,断面B共布置4根,顶板2根,间距1 600
mm,两帮距巷道底板300 mm处各布置1根。
巷道采用棚索耦合支护方式后,巷帮和巷顶围岩
变形均得到有效控制,两帮最大位移量仅为62 mE,
且顶底板移近量也仅为19 mm,这说明棚索耦合支护
能够有效地控制巷道围岩变形,巷道支护效果良好。
5结论
梯形断面虽然是一种常用的断面形式,但支护结
构稳定性较差,实际使用过程中经常出现顶梁破断,
棚腿扭曲这些典型的结构性失稳现象。因此,虽然
二 煤层实际厚度不大且回采巷道多为半煤岩巷,在
支护设计中也必须考虑支护结构稳定性这一关键因
素。数值模拟结果表明:与工字钢棚支护相比,棚索
耦合支护对控制围岩塑性区发育的效果较好;相比锚
杆支护,在减小巷道围岩剪切屈服和拉应力破坏范围
方面,棚索耦合支护效果较好。31118工作面下副巷
采用棚索耦合支护后,巷帮和巷顶围岩变形均得到有
效控制,两帮最大位移量仅为62 mm,且顶底板移近
量也仅为19 mm,这说明棚索耦合支护能够有效地控
制巷道围岩变形,巷道支护效果良好。
参考文献
[1] 荆升国.高应力破碎软岩巷道棚一索协同支护围岩控制机制研究[D].徐州:中国矿业大学,2009.
Study on Supporting Technology of Mining Roadway in Thin Seam
YE Yunsheng
Abstract Structural instability phenomenons such as fracture of top beam and deformation of shelve legs usually
occurres when H——shape steel shelve supporting is applied on thin seam mining roadway in Jinyuanda coal company
3 1 1 1 8 working face auxiliary lane.Therefore,the supporting way of shed and cable coupling is put forward,and
FLAC numerical simulation soft is adopted to simulate.The simulation results show that the supporting way of shed
and cable coupling can improve the state of surrounding rock stress,and the effect of controlling surrounding rock is
remarkable.The industrial test results also show that shed and cable coupling supporting can effectively control the
deformation of surrounding rock,thus the effect of supporting roadway is satisfactory.
Key words Thin seam;Shelve supporting;Numerical simulation;Shed and cable coupling