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近距离下层煤应力集中区巷道分时散压支护技术研究

2021-05-08米万升史鹏翔

煤炭工程 2021年4期
关键词:锚杆围岩变形

米万升,史鹏翔

(1.中铁十七局集团有限公司 技术中心,山西 太原 030000;2.冀中能源邯矿集团有限公司 云驾岭矿,河北 邯郸 056000)

我国华北地区煤层埋藏地质条件复杂、埋深较大,多以井工开采为主。对于近距离多层可采煤层而言,煤层间开采的相互影响已成为制约巷道安全支护的关键影响因素,常规锚杆(索)支护方式已不能完全适应复杂多变的地质和开采条件[1]。基于此,国内外学者对近距离煤层开采时受采动影响下的巷道布置与支护方式进行了深入研究[2],陈苏社、朱卫兵[3]等利用FLAC3D得出了下煤层巷道布置的围岩应力分布特征,张百胜[4,5]等提出了将下煤层回采巷道布置在应力降低区和应力改变率较小区域的方法,并在现场实测中取得了较好应用效果。由此可见,解决煤层间开采动压影响并设计适用的支护方式成为了关键所在。

以邯矿集团云驾岭矿3#、4#煤层同时开采,4#煤层0409工作面回风巷道布置为工程背景。其中,3#、4#煤层埋深450~485m,层间距10~30m,3#煤层煤厚8m且部分已采空,4#煤层煤厚3.5m,平均倾角16°,直接顶为细砂岩和粉砂岩,老顶为细粒砂岩,底板为粉质砂岩或泥岩,受水影响较大;4#煤层整体为单斜构造,东西走向,南北倾斜。

1 3#煤层开采后应力重新分布规律

1.1 数值模拟

利用FLAC3D有限元分析软件中的混合离散方法[2]进行数值计算;采用莫尔-库伦屈服准则模拟复杂受力下4#煤层0409工作面回风巷的应力重新分布及3#煤层下方不同距离处围岩受力状态。

模型尺寸100m×48m×3.6m,共17280个单元,顶部施加均布载荷11.25MPa,左右边界及下边界固定约束。……

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