张晨曦 臧传伟 张 强 周立超 谢 帅 席俊辉

(山东科技大学矿业与安全工程学院,山东省青岛市,266590)

留顶煤大断面巷道围岩失稳机理及支护对策研究

张晨曦 臧传伟 张 强 周立超 谢 帅 席俊辉

(山东科技大学矿业与安全工程学院,山东省青岛市,266590)

针对余吾煤业S1203留顶煤沿底掘进大断面巷道围岩控制困难的问题,运用FLAC3D数值模拟软件对巷道围岩塑性区和主应力分布特征进行分析,得到了留顶煤大断面巷道围岩失稳机理。在此基础上提出了留顶煤大断面巷道支护原则,根据该原则,决定采用机载高阻力临时支护和高预紧力锚杆锚索支护对策,并应用于工程实践。数值模拟和现场实测均表明,该方案支护效果良好,可有效保持巷道稳定。

留顶煤 大断面巷道 失稳机理 数值模拟 支护对策

余吾煤业S1203沿底掘进留顶煤大断面巷道开挖后早期难以控制,顶煤及浅部岩层所组成的复合顶板极易发生离层,使围岩承载能力大大降低,支护-围岩关系恶化,严重影响巷道围岩稳定性。现场工程实践表明,松软顶煤易发生冒顶,两帮易片帮。如不采用及时有效的支护方式,巷道围岩很容易失稳。因此,需要从分析留顶煤大断面巷道围岩失稳机理入手,提出合理有效的巷道支护对策,提高成巷质量和速度,为同类地质和开采条件下巷道支护提供依据。

1 工程概况

S1203运输巷平均埋深450 m,所属3#煤层平均厚度6.65 m,煤质松软,普氏系数f＝0.7～1.3。巷道沿煤层底板掘进,留顶煤。断面为矩形,宽5.2 m,高3.8 m,断面面积为19.76 m2,属于典型的留顶煤大断面巷道。……