摘要 为解决西曲矿大断面巷道维修次数多、范围广、掘进速度慢、采掘失调等成巷难题,本文以西曲矿28307工作面大断面开切眼为研究对象,结合西曲矿8#煤层顶底板岩层力学性质和采掘等生产地质条件,通过理论分析、数值计算和工程实践等方法,确定了28307工作面开切眼的成巷方式,大大提高了掘进效率,取得了良好的经济效益,此技术将为西曲矿及其他矿类似地质条件下的大断面巷道快速成巷提供宝贵的经验。
关键词 大断面巷道;数值模拟;成巷方式;支护技术
引言
随着我国采煤技术的发展,工作面回采巷道的断面不断增大,出现了新的矿压现象[1]。由此也带来很多问题,大断面巷道的成巷难就是其中一个,为了控制该类巷道围岩,许多学者[2-5]运用各种模拟软件再结合理论计算研究了大跨度巷道不同成巷方式对巷道围岩稳定性[6-7]的影响,取得了良好的效果。本文主要采用理论分析、FLAC3D数值模拟的方法,以西曲矿28307工作面大断面开切眼为研究对象,分别分析了一次成巷、二次成巷方式下切眼围岩变形特点与应力分布特征,最终确定了开切眼的成巷方式,依据上述成果,在该矿某综采工作面切眼进行了现场试验,通过现场数据监测表明此种快速成巷技术能提高效率,节省掘进时间,同时能实现该工作面的安全高效回采。
1.工程地质条件及存在的问题
西曲矿8#煤层厚度3.21~4.46m,平均3.95m,属井田稳定大部可采煤层。该煤层结构简单,一般不含夹矸或含一层至二层夹矸。抗拉强度0.9~1.0MPa,平均0.95MPa;抗剪内摩擦角33°49′~37°20′,平均35°35′,凝聚力系数3.4~4.7,平均4.05。底板以泥岩为主,其次还有砂质泥岩,抗压强度26.9~54.3MPa,平均40.60MPa,属中硬岩石;抗拉强度0.5~2.3MPa,平均1.4MPa;凝聚力系数4.1~9.4,平均6.75。
根据生产需要,结合该矿地质条件,28307工作面切眼设计长度220m,为矩形断面,其宽×高(净)为7000mm×300mm,属于大断面巷道。参照以往工作面的经验发现,开采8#煤时,经常出现巷道冒顶、片帮等现象,且范围广,导致巷道经常出现翻修的情况,严重降低了掘进速度,有时候甚至出现采掘失调的情况。因此,研究大断面巷道快速成巷的技术迫在眉睫。
作者:刘德亮