3016 运输巷支护参数优化研究及应用
2021-06-05韩国将
山东煤炭科技 2021年5期
韩国将
(山西煤炭运销集团阳城大西煤业有限公司,山西 晋城 048000)
随着煤炭资源减少,矿井的采深不断增大,巷道处于较高应力状态[1-2],导致巷道围岩稳定性变差,围岩极容易发生破坏,增大了巷道的支护难度[3-4]。大西矿矿区巷道锚杆支护所占比例约为95%,矿井巷道的支护参数主要采用经验类比,缺少随着采深增大等变化条件而进行科学的比较计算,并且巷道支护参数设计保守,导致巷道变形不能得到有效的控制,优化空间较大。
1 概况
3016 综采工作面巷道采用“U”型布置方式,工作面呈东西布置,煤层埋深283~404 m。工作面煤厚在2.4~4.2 m 范围的煤层占较大区域,除FY1断层影响区域煤厚变薄外,其余区域煤厚普遍正常。
以大西矿在掘的3016 运输巷为实际工程背景,展开不同巷道支护参数的优化试验,与原有支护方式进行对比,设计出最优巷道支护参数,为后续工作面巷道的支护提供理论依据,提高巷道的安全性。
2 巷道支护优化方案设计
2.1 原锚杆支护方案分析
3016 工作面运输巷的巷道断面呈矩形,巷道宽约5 m,高度为3.8 m,巷道断面面积约为19 m2,属于大断面巷道。巷道原有的支护方案主要是顶板锚杆索联合支护,帮部支护则选用高强度玻璃钢锚杆。原巷道支护剖面图如图1。
巷道两帮均选用Φ18 mm×1800 mm 圆钢锚杆,在巷道设计4 排锚杆,上排锚杆距离顶板550 mm,锚杆排距设计为900 mm,间距设计为1000 mm。锚杆和锚索选用的锚固剂相同,均为CK2355、K2355 锚固剂。

图1 原巷道支护剖面图
为了分析现有巷道支护设计的支护效果,同时可以和后续优化方案进行对比,利用FLAC3D数值模拟软件展开演算。……
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