Y型通风高抽巷合理布置及围岩控制研究
发布时间：2022-02-15 01:52
为了研究沿空留巷侧高抽巷预留下来构成Y型通风系统的可行性,以朱集矿1112（1）工作面工程地质条件为背景,通过现场调研、理论分析、数值模拟和现场工业性试验等手段,对高抽巷合理布置及围岩稳定性进行了研究。结果表明:高抽巷应布置于11-2#煤层上方15～35m处的砂质泥岩中,且高抽巷与轨道平巷之间不同水平距离a取最优值为20m;高抽巷采用"U型棚+锚索"联合支护,且锚索选用一次支护最大化方案;现场矿压观测和锚索工作阻力监测结果表明高抽巷围岩加固效果良好,锚索较为均衡地发挥了其支护效能,确保了矿井的安全高效生产。
【文章来源】：煤炭工程. 2020,52(10)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
1112(1)工作面Y型通风系统
为了进一步对比研究高抽巷受工作面采动扰动影响前后围岩破坏特征，采用离散元UDEC软件进行进一步深入的模拟研究[10]。根据1121(1)工作面工程地质条件，建立数值模型，如图2所示。所建模型左、右两边进行水平方向约束，底边进行固定约束;模型上表面所施加的均布载荷大小根据其到地表的平均距离919m可知q取值为22.975MPa;整个模型选用Mohr-Coulomb模型，其中节理选用完全弹塑性本构模型。模型中轨道平巷与高抽巷的水平距离a可通过模拟研究确定，因高抽巷布置于11-2#煤层上方均厚为3.2m的砂质泥岩中，因此其垂直距离b=15.7m。模拟时高抽巷所采用的支护方式可简化为U29型棚支护，U29型架棚的力学参数:横截面积38.5cm2，转动惯量617.5cm4，弹性模量220GPa，抗压强度550MPa，屈服强度325MPa。U29型架棚与巷道表面接触面力学参数:切向刚度0.15GPa，方向刚度0.15GPa，内聚力0.3MPa，内摩擦角45°。
关于不同水平距离下，1121(1)工作面掘进与回采期间高抽巷表面的变形量变化规律如图4所示。由图4(a)可知，1121(1)工作面掘进期间对高抽巷造成的扰动影响甚微，因此高抽巷表面收敛量基本保持不变，即顶底板移近量保持在120mm左右，两帮移近量保持在39mm左右;由图4(b)可知，1121(1)工作面回采期间，受回采动压扰动影响，不同水平距离作用下高抽巷表面收敛量变化较大。随着水平距离的增大，高抽巷表面收敛量基本在水平距离a=20m时呈现出转折，这之后高抽巷表面收敛量呈现出减缓趋势，在此以水平距离a=20m时的巷道表面收敛量为基准，对曲线前后的斜率进行对比分析，结果见表2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]薄煤层石灰岩顶板巷旁充填沿空留巷关键参数研究与应用[J]. 王玉峰. 煤炭工程. 2018(07)
[2]特厚松散含水层下提高开采上限可行性研究[J]. 郅荣伟. 煤炭工程. 2017(08)
[3]工作面过空巷基本顶超前破断压架机理及控制技术研究[J]. 刘畅,杨增强,弓培林,王开,张俊文,李玉琳,张小强. 煤炭学报. 2017(08)
[4]回采动压下大巷综合控制技术研究与应用[J]. 芦盛亮. 煤炭工程. 2017(03)
[5]工作面端头L形区煤柱体诱发冲击机理及防治研究[J]. 郭金刚,王伟光,杨增强,何富连,赵勇强,郑铮. 矿业科学学报. 2017(01)
[6]马堡煤矿厚煤层综放工作面煤与瓦斯共采技术研究[J]. 王施惠,王军. 矿业安全与环保. 2016(06)
[7]煤矿井下用瓦斯抽放管的现状及发展对策[J]. 孔令刚. 矿业安全与环保. 2015(04)
[8]本煤层脉动水力压裂卸压增透技术应用[J]. 彭深,林柏泉,翟成,李全贵,倪冠华. 煤炭工程. 2014(05)
[9]高抽巷布置优化设计及分析[J]. 李青柏,李文洲. 煤矿开采. 2010(05)
[10]低透气煤层群首采关键层卸压开采采空侧瓦斯分布特征与抽采技术[J]. 袁亮. 煤炭学报. 2008(12)
博士论文
[1]复杂地质构造区诱发冲击矿压机理及防控研究[D]. 杨增强.中国矿业大学(北京) 2018
[2]煤矿巷道树脂锚固体力学行为及锚杆杆体承载特性研究[D]. 赵一鸣.中国矿业大学 2012
本文编号：3625674
【文章来源】：煤炭工程. 2020,52(10)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
1112(1)工作面Y型通风系统
为了进一步对比研究高抽巷受工作面采动扰动影响前后围岩破坏特征，采用离散元UDEC软件进行进一步深入的模拟研究[10]。根据1121(1)工作面工程地质条件，建立数值模型，如图2所示。所建模型左、右两边进行水平方向约束，底边进行固定约束;模型上表面所施加的均布载荷大小根据其到地表的平均距离919m可知q取值为22.975MPa;整个模型选用Mohr-Coulomb模型，其中节理选用完全弹塑性本构模型。模型中轨道平巷与高抽巷的水平距离a可通过模拟研究确定，因高抽巷布置于11-2#煤层上方均厚为3.2m的砂质泥岩中，因此其垂直距离b=15.7m。模拟时高抽巷所采用的支护方式可简化为U29型棚支护，U29型架棚的力学参数:横截面积38.5cm2，转动惯量617.5cm4，弹性模量220GPa，抗压强度550MPa，屈服强度325MPa。U29型架棚与巷道表面接触面力学参数:切向刚度0.15GPa，方向刚度0.15GPa，内聚力0.3MPa，内摩擦角45°。
关于不同水平距离下，1121(1)工作面掘进与回采期间高抽巷表面的变形量变化规律如图4所示。由图4(a)可知，1121(1)工作面掘进期间对高抽巷造成的扰动影响甚微，因此高抽巷表面收敛量基本保持不变，即顶底板移近量保持在120mm左右，两帮移近量保持在39mm左右;由图4(b)可知，1121(1)工作面回采期间，受回采动压扰动影响，不同水平距离作用下高抽巷表面收敛量变化较大。随着水平距离的增大，高抽巷表面收敛量基本在水平距离a=20m时呈现出转折，这之后高抽巷表面收敛量呈现出减缓趋势，在此以水平距离a=20m时的巷道表面收敛量为基准，对曲线前后的斜率进行对比分析，结果见表2。
【参考文献】：
期刊论文
[1]薄煤层石灰岩顶板巷旁充填沿空留巷关键参数研究与应用[J]. 王玉峰. 煤炭工程. 2018(07)
[2]特厚松散含水层下提高开采上限可行性研究[J]. 郅荣伟. 煤炭工程. 2017(08)
[3]工作面过空巷基本顶超前破断压架机理及控制技术研究[J]. 刘畅,杨增强,弓培林,王开,张俊文,李玉琳,张小强. 煤炭学报. 2017(08)
[4]回采动压下大巷综合控制技术研究与应用[J]. 芦盛亮. 煤炭工程. 2017(03)
[5]工作面端头L形区煤柱体诱发冲击机理及防治研究[J]. 郭金刚,王伟光,杨增强,何富连,赵勇强,郑铮. 矿业科学学报. 2017(01)
[6]马堡煤矿厚煤层综放工作面煤与瓦斯共采技术研究[J]. 王施惠,王军. 矿业安全与环保. 2016(06)
[7]煤矿井下用瓦斯抽放管的现状及发展对策[J]. 孔令刚. 矿业安全与环保. 2015(04)
[8]本煤层脉动水力压裂卸压增透技术应用[J]. 彭深,林柏泉,翟成,李全贵,倪冠华. 煤炭工程. 2014(05)
[9]高抽巷布置优化设计及分析[J]. 李青柏,李文洲. 煤矿开采. 2010(05)
[10]低透气煤层群首采关键层卸压开采采空侧瓦斯分布特征与抽采技术[J]. 袁亮. 煤炭学报. 2008(12)
博士论文
[1]复杂地质构造区诱发冲击矿压机理及防控研究[D]. 杨增强.中国矿业大学(北京) 2018
[2]煤矿巷道树脂锚固体力学行为及锚杆杆体承载特性研究[D]. 赵一鸣.中国矿业大学 2012
本文编号：3625674
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