煤巷强矿压显现特征及大变形控制技术研究
2021-02-07高峰
山东煤炭科技 2021年1期
高 峰
(霍州煤电集团什林煤业有限责任公司,山西 霍州 031400)
什林煤业公司井下巷道变形主要集中在掘进影响期间,掘进期间巷道围岩内频繁煤炮,为强矿压显现巷道,此类巷道顶板离层变化大、变化快。本文对强矿压显现特征、变形原因和机理进行了分析,有针对性地提出了大变形控制支护设计方案,并进行了工业性试验,支护效果理想[1]。
1 巷道强矿压显现特征及变形原因
霍州煤电集团什林煤业公司位于霍州市退沙村后沟,井田面积9.500 9 km2,保有储量7 033.0 万t,设计能力90 万t/a。在什林煤业公司井下巷道中,实体煤掘进巷道的变形较大,在掘进过程中常出现煤炮、煤壁片帮和冒顶等强矿压显现现象。分析可知,实体煤掘进巷道矿压显现的原因是受冲击载荷影响,从而造成巷道围岩破坏严重、变形量较大。什林煤业井下属于构造应力场类型,侧压系数λ=1.33~1.99,煤体强度为18~20 MPa。分析可知矿4#和5#煤层巷道大变形主要是因为巷道的支护方式不合理,无法对巷道围岩进行有效控制,导致巷道围岩变形量较大[2]。
2 巷道围岩控制思路及机理分析
当前,锚杆支护技术仍然是煤矿井下冲击性巷道的首选支护方式[3]。天地科技公司鞠文君教授[4]认为冲击矿压巷道采用锚杆支护的工作原理为:锚杆支护对巷道围岩的强度可以进行强化,能改良围岩应力状态,约束对围岩变形的破坏,吸收冲击剩余能量,可以有效降低巷道围岩的变形量。
基于冲击矿压巷道采用锚杆支护的工作原理,考虑到什林煤业井下巷道地质条件实况,提出了基于高预应力强力支护理论的支护设计方案,采用高强度强力锚固体系来保障井下巷道锚固区范围的稳定性。……
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