远距离煤层跨大巷开采的研究与应用

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  [摘要]:由于煤矿开采存在着复杂多变的情况,跨大巷开采成为经常遇见的问题,本文通过对跨采进行技术研究并通过实践,取得了很好的效果。
  [关键词]:远距离煤层 跨采 技术研究
  中图分类号:TD355+.44 文献标识码:TD 文章编号:1009-914X(2012)12- 0203 -01
  协庄煤矿-850W大巷担负着西翼采区的运煤、排矸、运料、运人、通风等项任务,根据生产安排,该水平内的二采区2203W工作面自始至终跨-850W大巷开采,跨大巷岩柱从118.43m~138.75m不等,地质条件围岩结构复杂多变,因此跨大巷开采难度也将增大。
  一、跨采后围岩破坏特征
  -850西大巷采用锚网喷支护方式,跨采容易引起局部喷层脱落,影响支护效果和围岩稳定性。工作面跨采时底板应力和巷道围岩应力是按一定规律变化的,因而跨采实践证明这种破坏也是遵循一定规律的。工作面跨采时底板岩层中巷道围岩主应力方向随工作面逼近逐渐回转,工作面前方6~8米范围内,巷道两帮及其拱部受载基本对称。但工作面煤壁附近下方,巷道围岩反推进方向侧的帮及拱部会出现浆皮开裂、脱落现象。巷道距煤层的法线距离越小,这种破坏特征愈明显。
  二、跨采巷道围岩稳定性分析
  1.跨采巷道围岩稳定性分类的必要性。跨采巷道面对不同的跨采工作面、所处的围岩条件各异、法向距离不同、开采深度不同、巷道与跨采面的空间位置关系不同,其围岩变形和破坏情况会有不同的特点,即跨采巷道有不同的稳定性特征。实际应用中,不可能对所有的跨采巷道进行实测,而且又必须在开掘前进行科学合理的支护设计。因此,根据跨采巷道的矿压特点进行围岩稳定性分类,是针对具体地质条件和采动条件进行跨采巷道支护设计的前提。在先确定巷道稳定性类别的基础上,选择合理支护形式,确定合理支护参数,才能实现支护设计科学化、系统化、定量化,这一研究思路是巷道矿压控制设计的发展方向。目前,我国煤矿跨采巷道支护设计主要依靠工程类比方法进行定性选择,无法按照巷道具体条件确定其稳定性及合理支护参数,致使跨采巷道支护参数与具体条件不适应,一方面部分巷道维护不佳,从而限制着巷道维护的经济效益,影响着矿井高产高效水平的提高。为此,必须针对跨采巷道的矿压特点进行围岩稳定性分类,为支护设计科学提供依据。
  2.跨采巷道围岩稳定性分类的基本思路。一是按照跨采巷道的矿山压力特点,着重考虑跨采巷道所处的应力环境。即巷道受不同工作面跨采作用、巷道与跨采面的平面位置关系不同、巷道法向距离不同时,巷道所处位置的跨采矿山压力大小不同,是影响巷道稳定性的重要因素。二是按照跨采巷道围岩结构特点,着重研究其结构稳定性与整体稳定性。沉积地层中巷道顶板、底板、两帮的岩性可能存在很大差异。各部位的稳定性不尽一致,对巷道进行结构稳定性分类和整体稳定性分类,可以反映巷道稳定状态的具体特征。以此为基础,才能针对巷道稳定特征科学地选择支护形式、确定支护参数。三是以影響跨采巷道稳定性的主要因素(如应力环境、围岩结构及其综合强度等等)作为分类的主要指标;按照围岩结构和采动关系研究顶、底、帮各部位的稳定性;按照各种典型巷道的维护状况进行结构稳定性和整体稳定性分类。四是首先建立稳定性分类的体系,再按照跨采巷道具体条件和巷道维护特点及矿压观测研究成果,形成便于实用的协庄煤矿跨采巷道围岩稳定性分类方案。
  三、-850W大巷加固方案
  -850西大巷断面是以满足通风、行人、运输、排水及施工需要为依据确定的,大巷为单轨线路布置,设计断面为净宽3.8m、净高3.3m、净断面11m2。巷道为锚网喷二次支护。
  -850水平西大巷自始至终在2203W工作面开采范围内,岩柱118.43~138.75米,(具体见图1)在工作面开采期间,-850西大巷受采动影响,将会产生不同的变形破坏。为保证安全使用,在2203W开采前后,由于深部软岩巷道变形以底臌为主,西大巷36点垂高在118.34米,岩柱相对其它地段较小,所以对此地段底板提前采取注浆加固措施。开采时设点进行矿压观测,根据观测结果,采取相应措施,待工作面开采稳定后,按满足大巷使用要求进行整修。
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