三软煤层沿空掘巷煤柱稳定性分析及支护技术
2021-05-20朱世奎朱乐章王庆永赵光明董明照
朱世奎,朱乐章,王庆永,程 详,赵光明,董明照
(1.淮北矿业股份有限公司办公室, 安徽 淮北 235000;2.淮北矿业股份有限公司通防地测部, 安徽 淮北 235000;3.安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽 淮南 232001;4.安徽理工大学地质资源与地质工程博士后流动站,安徽 淮南 232001;5.淮北矿业股份有限公司博士后科研工作站,安徽 淮北 235000;6.淮北矿业股份有限公司许疃煤矿, 安徽 亳州 233529)
长壁采煤法是回采一个工作面时需要掘进两条煤巷,且留设一个区段煤柱的开采方法;对于“三软”煤层沿空掘巷而言,在上区段工作面回采后,覆岩冒落及运移,使相邻采空区产生侧向支承压力,引起回采巷道沿空掘进位于上一采空区顶板断裂形成的应力集中区,继而造成施工巷道收敛变形显著、修复工作量大、成本高、效果差。近年来,众多学者对沿空掘巷技术进行了研究,文献[8]提出小煤柱稳定性控制是沿空巷道稳定的关键;文献[9]提出了强锚杆(索)配合高韧性材料注浆加固联合控制沿空掘巷的支护技术;文献[10]提出了沿空掘巷煤柱帮及顶板重点加固控制技术;文献[11]定量分析煤柱及矸石承载性能对覆岩结构稳定的控制效果;文献[12]运用极限平衡理论分析现场具体生产条件煤柱留设。但是针对“三软”煤层沿空掘巷小煤柱围岩稳定及其支护技术的应用仍需深入研究。
本文以许疃矿338风巷为研究对象,从围岩结构角度出发,构建覆岩及煤柱力学模型,理论上分析煤柱塑性区和破裂区范围,并结合FLAC数值模拟研究小煤柱留设宽度,分析小煤柱沿空掘巷变形特征及控制原则,提出针对性的控制技术来解决小煤柱沿空掘巷支护问题,以期为同类巷道施工提供参考。……