“三軟”傾斜煤層沿空留巷巷旁支護技術研究.pdf

1、本文通過理論分析，建立了傾斜煤層沿空留巷力學結構模型，分析了分別采用機巷和風巷沿空留巷時頂板前期和后期對巷旁支護的作用規(guī)律，并通過力學求解得到相應條件下的巷旁支護阻力求解公式。根據求解公式，選取不同的支護寬度，計算出相應的巷旁支護阻力，以此選擇合適的巷旁支護方式和支護體尺寸。
　　 運用三維數值模擬軟件FLAC3D，分別建立了機巷和風巷沿空留巷的三維數值分析模型，分析了不同的支護寬度和支護材料對沿空留巷圍巖控制效果，同時對比分析

2、了機巷和風巷沿空留巷時的圍巖應力及位移分布。結果表明，采用風巷留巷時巷旁支護體內部和煤幫深處約等于巷道寬度范圍內出現較大應力集中；而采用機巷留巷時，應力集中主要出現在煤幫深部，巷旁支護體內部應力相對較小。就其原因，主要受煤層傾角的影響，采用風巷留巷時，頂板重力分量力矩有利于頂板巖層回轉下沉，導致頂板下沉量比機巷留巷時大，故其巷旁支護體內部及煤幫深部應力集中程度也較高。
　　 根據理論計算結果，對“三軟”煤層條件下的敘永煤礦S11

3、36工作面回風巷和威鑫煤礦11902工作面機巷進行了沿空留巷巷旁支護方案設計。巷內已采用錨桿+錨網索+噴漿聯(lián)合支護，S1136風巷巷旁采用矸石裝袋堆碼4m寬的支護帶，11902機巷巷旁前100m采用砌筑3m寬的預制混凝土塊墻支護，余下部分擬采用柔性模袋+泵送矸石混凝土充填1.5m寬支護。
　　 利用礦山廢棄矸石作為充填骨料進行了泵送矸石混凝土的配比試驗研究，結果表明，采用1.0％摻量的高效泵送劑能有效改善混凝土的和易性，顯著提高

4、塌落度和流動性，同時能加快混凝土凝結，提高早期強度；矸石混凝土的強度隨水灰比的降低而增大，通過標準試件單軸抗壓強度試驗表明，采用0.5水灰比，單位體積混凝土水泥用量為450kg/m3時，其3d、7d和28d抗壓強度分別達到7.6MPa、13.7MPa和20.8MPa，滿足現場充填強度要求。以此確定了滿足泵送性能及強度要求的矸石混凝土合適配比。
　　 現場工業(yè)性試驗表明，采用矸石裝袋堆碼支護方式，由于支護體可縮性較大，故前期頂板下

5、沉量也較大，但隨著矸石壓實，強度增高，頂板下沉逐漸趨于平穩(wěn)。該支護方式基本能滿足巷道支護要求，但巷道整體下沉量較大，需要采取一定的修復措施；采用砌筑預制混凝土塊墻支護方式，由于預制塊強度高，前期頂板控制良好，但由于支護體沒有足夠的可縮量適應頂板下沉，隨著工作面推進，老頂回轉下沉導致支護體內部應力集中，最終使支護體出現裂紋直至破壞，引起留巷后期頂板下沉嚴重。為此，下一步擬采用柔性模板+泵送矸石混凝土充填支護方式。綜合研究表明，柔性模板+泵