沿空留巷理论与关键技术及实践(谭云亮).ppt

* 四、同类技术比较 国内外同类研究 本项目研究 中等稳定顶板―锚固硬化矸石带巷旁充填理论与技术 矸石带+密集支柱或膏体充填巷旁支护 数值模拟和相似材料模拟 理论分析 现场矿压监测 横向锚固矸石带充填 获得横向锚固矸石体应变硬化机理 定量计算巷旁辅助支护参数 设计了横向锚固矸石体巷旁充填支护工艺 数值模拟、理论分析 现场矿压监测 * 四、同类技术比较 国内外同类研究 本项目研究 石灰岩缓沉顶板―巷旁切顶支护理论与技术 膏体材料或高水材料+预裂爆破巷旁支护方式 数值模拟和相似材料模拟 理论分析 现场矿压监测 单体液压支柱+锚索+爆破辅助切顶 定量计算巷旁切顶力 数值模拟和相似材料模拟 理论分析 现场矿压监测 * 一、立项背景 二、研究内容及技术路线 三、创新成果及相关技术内容 四、同类技术比较 五、结论 汇报提纲 * 五、结论 1、以绿色开采为基础的无煤柱开采技术，是今后我国巷道支护需要大力推进的方向； 2、不同类型围岩巷道，其留巷技术要求将不同，取决于覆岩结构及其运动特征，需要有理论的指导； 3、沿空留巷与沿空掘巷有各自适合条件，不可一概而论。 汇报完毕， 请指正！ 三、创新成果及相关技术内容 在滞后工作面10~20 m时，矸石墙压缩量增加趋势较小，当工作面继续推进时，矸石墙压缩量开始以一个恒定的速率缓慢增加，直到滞后工作面35 m左右时，由于岩层的剧烈运动，其压缩量开始急剧增加，当压缩量达到140mm左右时其压缩量开始保持不变。 2.3 横向锚固矸石体应变硬化机理 矸石墙压缩量随工作面推进变化情况 试验研究在木城涧+450水平三槽工作面下顺槽，试验长度240m，沿空留巷获得成功，支护效果令人满意。 2.3 横向锚固矸石巷旁充填现场应用 三、创新成果及相关技术内容 巷道围岩稳定性可以得到有效的控制，验证了相似材料模拟试验结果与数值模拟研究结果的准确性。 顶板稳定 充填体稳定 整体效果好 三、创新成果及相关技术内容 3、基于煤层群开采的复杂应力特征，通过先进的数值模拟手段，阐释了煤层群开采时单层煤柱、多煤柱作用下支承压力的分布规律及其在底板中的传播规律，给出了合理的煤柱留设宽度，成功实现了沿空留巷。 三、创新成果及相关技术内容 3.1 单煤层煤柱尺寸对沿空留巷的影响 京西矿区进入深部开采，采掘应力集中更为明显，这与多煤层开采煤柱留设有很大的相关性。煤层群开采时将会产生支承压力相互干扰的现象，沿空留巷异常压力现象更加明显，影响煤矿安全生产。 为避免或减轻煤柱支承压力的影响，通过对轴14槽倾向17°煤层两侧不同程度的开挖，分别对60m、50m、40m、30m、20m、10m、5m等不同煤柱尺寸时支承压力分布状况及在底板中的传播规律进行模拟研究 。 大安山矿煤岩层分布模型示意图 轴14槽 轴13槽 轴12槽 轴10槽 三、创新成果及相关技术内容 3.1 单煤层煤柱尺寸对沿空留巷的影响 不同宽度煤柱中支承压力和应力集中系数分布图： 60m 50m 40m 30m 20m 10m 5m 三、创新成果及相关技术内容 3.1 单煤层煤柱尺寸对沿空留巷的影响 不同宽度煤柱时底板岩层中的应力分布图： 60m 30m 5m 40m 50m 10m 20m 三、创新成果及相关技术内容 3.1 单煤层煤柱尺寸对沿空留巷的影响 4.0~5.0 不规律 5~10 3.6以上 单峰分布、最 大区位于煤柱 中上部 10~30 2.6~3.2 较均匀、整体 压力较大 40~60 在倾斜煤柱下方呈近似半椭 圆形传播； 其增高区传递深度和影响范围 与煤柱宽度有关，其煤柱宽度越 宽，其在底板中的传播深度越 大，在底板中影响的宽度也越 大； 当煤柱宽度达到一定数值时，煤柱下方增压区传播深度不 再随煤柱宽度增加而增大。 峰值压力集中 系数 曲线形态特征 支承压力传播特征 支承压力分布 煤柱宽度 /m 由以上两组图可知： 三、创新成果及相关技术内容 3.1 单煤层煤柱尺寸对沿空留巷的影响 通过对倾斜煤层不同煤柱宽度下支承压力在底板中传播深度的统计，对采集的数据点进行方程式拟合分析，得到煤柱下支承压力传播深度h及集中系数k分别与煤柱宽度x的关系式为： 三、创新成果及相关技术内容 3.1 单煤层煤柱尺寸对沿空留巷的影响 塑性区基本贯穿整个煤 柱，煤柱大部分已经破 坏，煤柱强度降低，不能 有效保证煤柱的稳定性 h10 在底板中的传播的集中系 数较小，传播深度较小 10h20 倾斜煤柱上的集中系数较 大，支承压力较大，并影 响到下部13槽的原岩应力 分布 h20 煤柱支承压力分布规律 煤柱尺寸h/m 倾斜煤柱的留设选择10m~20m煤柱最佳，此时对沿空留巷