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深部厚煤层开采对底板大巷围岩稳定性影响的实测研究

2014-06-01

中国新技术新产品 2014年1期
关键词:大巷锚索底板

(淮沪煤电公司丁集煤矿安监处,安徽 淮南 232141)

深部厚煤层开采对底板大巷围岩稳定性影响的实测研究

康 健

(淮沪煤电公司丁集煤矿安监处,安徽 淮南 232141)

1282(3)工作面是淮沪丁集煤矿西翼13-1煤首采面,研究其对底板大巷围岩稳定性影响规律对后续工作面合理停采线留设提供合理的依据,通过现场布点监测、拍照获得了大采高工作面对底板大巷围岩稳定性影响的规律。

深部厚煤层;底板影响;实测研究

1 工程概况

1282(3)工作面煤层底板标高-790~-825m,工作面走向平均长1760m,工作面面长185m,整体煤岩层倾角0~10°,平均3°,煤层平均厚4.1m。工作面巷道布置包括运输顺槽、轨道顺槽、切眼和高抽巷。运输顺槽与轨道顺槽采用平行布置方式,跟13-1煤层顶板施工。巷道布置示意图如图1所示,研究工作面回采对底板采准大巷的采动影响试验点选择为西一13-1煤轨道大巷,因其离工作面切眼最近,约为1911m,且巷道顶板距13-1煤垂直距离亦最近,约为9~11m,同时也考虑到现场施工及钻孔窥视、钻孔应力采集等利于观测的条件。

表1 西一13-1轨道大巷修护情况一览

表2 测站位置

图1 1282(3)工作面及底大巷关系平面图

西一13-1轨道大巷属于深井软岩巷道,受到11-2煤和13-1煤采掘活动影响,巷道变形大,经过多次修护,1282(3)工作面开采前西一13-1轨道大巷修护情况如表1所示。

主要修护加固方案:

(1)支护参数

锚杆规格为Φ22×2400mm高强预应力锚杆,顶部用Z2360型锚固剂两卷,帮部用Z2850型锚固剂两卷,锚杆托盘安装牢固,密贴岩面,未接触部分必须楔紧。锚杆的预紧力矩不小于180N·M,锚固力不小于100kN,锚杆间排距为700×700mm。网片规格为Φ6×1000mm×1800mm,菱形网规格为Φ10×1000mm×1800mm,菱形网覆盖在网片上,用12#铁丝连为整体,菱形网紧贴岩面,网片压茬为100mm,并隔200mm用双股12#铁丝连为一体。普通锚索规格为Φ22×6300mm高强预应力锚索,间排拒为1.6m×1.4m,采用5-5~9-9布置。

图2 西一13-1轨道大巷支护参数

图3 观测点位置示意图

图4 多点位移计布置图

图5 停采前钻孔应力值变化情况

(2)注浆技术参数方法

刷扩结束后打注浆锚索,最后进行喷注浆施工。采用Φ22×6300mm注浆锚索注浆;孔深6m;使水泥浆液充分充填巷道已松动的围岩裂隙,使原先松动的巷道围岩胶结成整体,形成注浆帷幕来共同承载巷道围岩所承受的压力。

注浆孔布置及规格:注浆锚索规格为Φ22×6300mm,间排拒3m×3m,每排3根布置,没根锚索使用Z2380树脂药卷两卷,锚索外露不大于300mm,锚索必须张拉,压力不小于30MPa。注浆材料:本次注浆材料主要选用新鲜的P.023.5普通硅酸盐水泥,水灰比为1∶1.5。注浆压力及注浆量:终压为8MPa,注浆时以巷道加固密实为目的,注浆量以实际发生为准。达到设计注浆压力,并稳压达10分钟以上结束注浆。

(3)喷浆技术参数及方法

混凝土喷厚100mm,强度C20,配合水泥:黄沙:碎石(粒径≦15mm)=1:2:2(体积比),水灰比为0.45:1,速凝剂为水泥重量的3%~5%。洒水养护不小于7天。

2 实测研究

(1)底大巷表面位移观测

在大巷布置的测点如表2及图3所示。将大巷和运顺联巷的交岔点作为基准点,通过测量各测站距离交岔的距离来描述测站的位置。

(2)底大巷多点位移计观测

多点位移计测站布置如下图4所示。

在西一13-1轨道大巷左帮安装钻孔应力计,安装深度为20m。

从图5可知,工作面推进到距离传感器181m时,钻孔应力计的数值开始发生变化,随着工作面继续推进,钻孔应力计的压力值逐渐增加。

3 结果分析

(1)总结了西一13-1轨道大巷的修护加固情况。西一13-1轨道大巷属于深井软岩巷道,受到11-2煤和13-1煤开采等采掘活动影响,巷道变形大,经过架棚、刷扩和多次喷注浆。

(2)1282(3)工作面在推到上端头距离大巷179m时开始对大巷产生影响,大巷不同段受工作面采动影响程度不同,4#、5#测点位于工作面侧面30m范围内,且距离工作面最近,受到采动影响较大。

(3)1282(3)工作面推进到距离钻孔应力计传感器181m时,钻孔应力计的数值开始发生变化,随着工作面继续推进,钻孔应力计的压力值逐渐增加。

(4)1282(3)工作面停采后,上端头距离大巷最近,距离为157m,通过现场观测和数值模拟分析,停采线与大巷距离较小,导致4#、5#测点附近段的大巷受采动影响较大,巷道围岩岩性较差,巷道经过多次修护,围岩较破碎,这些将导致大巷较大程度的变形破坏,不利于大巷的维护。

[1]段宏飞.煤矿底板采动变形及带压开采突水评判方法研究[D].中国矿业大学,2012.

[2]高峰.地应力分布规律及其对巷道围岩稳定性影响研究[D].中国矿业大学,2009.

TD35

A

康健,1962-,安徽六安市人,工程师,1985年毕业于徐州煤校,现任淮沪煤电公司丁集矿副矿长、安监处处长,从事安全管理工作。

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