【摘要】：為解決煤與瓦斯突出礦井巷道掘進(jìn)速度慢、礦井采掘接續(xù)緊張、回采期間上隅角瓦斯頻繁超限等難題,提出了柔模泵注混凝土沿空留巷技術(shù)。根據(jù)薛湖煤礦地質(zhì)及工程條件,基于分離巖塊法力學(xué)模型,分析了沿空留巷巷旁充填體寬度為1.2 m,將柔模泵注混凝土沿空留巷技術(shù)在2302工作面回風(fēng)巷進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),結(jié)果表明:該技術(shù)有效防止了隅角瓦斯積聚超限,改善了工作面通風(fēng)環(huán)境,降低了巷道掘進(jìn)率并提高了煤炭資源采出率,但同時(shí)應(yīng)通過(guò)優(yōu)化巷道支護(hù)形式、提高充填體支護(hù)強(qiáng)度改善巷道圍巖控制效果,所進(jìn)行的應(yīng)用效果評(píng)價(jià)分析為改進(jìn)該沿空留巷技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性提供了依據(jù)。
【圖文】：

2302工作面開(kāi)采二2煤層，地面標(biāo)高+37．0m，工作面標(biāo)高－705—－735m，屬于典型深部煤層。該工作面東鄰2303工作面，西鄰2301采空區(qū)，南到DF21斷層，北為東翼運(yùn)輸大巷。走向長(zhǎng)176m，傾斜長(zhǎng)726m，可采面積12672m2。煤層平均厚度2．62m，平均傾角2°，屬簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)中厚穩(wěn)定煤層。煤與瓦斯突出威脅區(qū)瓦斯含量13．73m3/t，瓦斯壓力1．35MPa，掘進(jìn)時(shí)絕對(duì)瓦斯涌出量1．03～3．01m3/min，總體表現(xiàn)為由西向東瓦斯涌出量呈增大趨勢(shì)，深部瓦斯含量高。煤塵具有爆炸性，爆炸指數(shù)為12．1%。二2煤層綜合柱狀圖如圖1所示。圖1二2煤層綜合柱狀圖2302工作面回風(fēng)巷采用29U型棚+頂錨索聯(lián)合支護(hù)，29U型鋼棚間距800mm，鋼笆片使用錙5、錙10mm圓鋼焊接，規(guī)格為900mm×500mm，鋼笆片使用12號(hào)扎絲并列綁扎，扎絲間距200mm，連桿使用8號(hào)槽鋼加工成形。采用錙17．8mm×11000mm的鋼絞線(xiàn)錨索，托盤(pán)采用廢舊U型鋼棚加工而成，使用8個(gè)MSK2335錨固劑錨固，錨固長(zhǎng)度不低于2500mm，間排距為1500mm×1600mm，矩形布置，錨索外露長(zhǎng)度100～300mm�；仫L(fēng)巷斷面支護(hù)如圖2所示。圖2回風(fēng)巷斷面支護(hù)該井田具有地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層松軟、透氣性差、瓦斯含量高、煤與瓦斯突出、煤塵爆炸危險(xiǎn)性大等特點(diǎn)。在突出煤層中掘進(jìn)巷道困難，平均月進(jìn)尺僅70m，造成礦井采掘接續(xù)緊張。在工作面U型通風(fēng)系統(tǒng)下進(jìn)行回采時(shí)，上隅角瓦斯頻繁超限，礦井安全生產(chǎn)難以保證。為此，提出柔模泵注混凝土沿空留巷技術(shù)，減少巷道掘進(jìn)率、改善工作面通風(fēng)系統(tǒng)，促進(jìn)工作面安全高效開(kāi)采。2沿空留巷技術(shù)方案為確定合理沿空留巷墻體寬度，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，采用分離巖塊法計(jì)算支護(hù)體載荷［16－17］。巷旁充填體處于未采煤體(高應(yīng)力區(qū))與冒落矸石之間的降壓區(qū)，巖塊側(cè)的采

�。煤�?具有爆炸性，，爆炸指數(shù)為12．1%。二2煤層綜合柱狀圖如圖1所示。圖1二2煤層綜合柱狀圖2302工作面回風(fēng)巷采用29U型棚+頂錨索聯(lián)合支護(hù)，29U型鋼棚間距800mm，鋼笆片使用錙5、錙10mm圓鋼焊接，規(guī)格為900mm×500mm，鋼笆片使用12號(hào)扎絲并列綁扎，扎絲間距200mm，連桿使用8號(hào)槽鋼加工成形。采用錙17．8mm×11000mm的鋼絞線(xiàn)錨索，托盤(pán)采用廢舊U型鋼棚加工而成，使用8個(gè)MSK2335錨固劑錨固，錨固長(zhǎng)度不低于2500mm，間排距為1500mm×1600mm，矩形布置，錨索外露長(zhǎng)度100～300mm�；仫L(fēng)巷斷面支護(hù)如圖2所示。圖2回風(fēng)巷斷面支護(hù)該井田具有地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、煤層松軟、透氣性差、瓦斯含量高、煤與瓦斯突出、煤塵爆炸危險(xiǎn)性大等特點(diǎn)。在突出煤層中掘進(jìn)巷道困難，平均月進(jìn)尺僅70m，造成礦井采掘接續(xù)緊張。在工作面U型通風(fēng)系統(tǒng)下進(jìn)行回采時(shí)，上隅角瓦斯頻繁超限，礦井安全生產(chǎn)難以保證。為此，提出柔模泵注混凝土沿空留巷技術(shù)，減少巷道掘進(jìn)率、改善工作面通風(fēng)系統(tǒng)，促進(jìn)工作面安全高效開(kāi)采。2沿空留巷技術(shù)方案為確定合理沿空留巷墻體寬度，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件，采用分離巖塊法計(jì)算支護(hù)體載荷［16－17］。巷旁充填體處于未采煤體(高應(yīng)力區(qū))與冒落矸石之間的降壓區(qū)，巖塊側(cè)的采空區(qū)提供主要自由面，巖塊呈層狀并在一定高度上產(chǎn)生離層，導(dǎo)致巖塊沿煤體斷裂，成為巷旁充填體的支護(hù)載荷。同時(shí)考慮到埋深大的影響，采空區(qū)上覆巖層對(duì)分離巖塊有一定的作用力，為此建立分離巖塊法力學(xué)模型如圖3所示。巷旁充填體承受分離巖塊載荷Qp為:Qp=8htanα+2(b+bp+bc[])/b{}ph(b+bp+bc)γcosφ/(b+0．5bp)+q(b+bp+bc)［4htanα+0．5(b+bp+bc)］cosφ/(b+0．5bp)(1)其中:h為煤層采高?
【作者單位】： 河南神火集團(tuán)有限公司薛湖煤礦;中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51304202)
【分類(lèi)號(hào)】：TD713;TD263.3

【參考文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2523670