沿空留巷围岩的失稳机理与控制技术.ppt

影响因素多而复杂：矿压显现比位于煤体内的单一巷道复杂,除与开采深度、围岩强度、支护形式等因素有关外,还与采动影响密切相关。 支护设计思路：掘进时巷道支护未考虑后期留巷需要,导致留巷后巷内支护体强度不能满足两次采动影响的要求。 巷内支护：采厚增加,巷道断面收缩率大,很难保证所留巷道在下区段回采时能正常使用。 巷旁支护：支护阻力、可缩性等与留巷围岩变形不相适应、密闭性能差和机械化程度低,不利于巷道维护和防止采空区漏风。 理论研究：沿空留巷所处的应力环境围岩规律掌握不够,构建的沿空留巷受力模型不完善,没有一套行之有效的沿空留巷支护方法,不能很好的指导沿空留巷工程实践。 分析沿空巷道围岩的破坏过程，建立老顶破断前、后的力学结构，根据结构的力学特点和断裂岩块的运动形式研究留巷围岩的失稳机理，进而提出控制技术。 * * * 一、课题概况 * 二、课题执行情况 * 三、课题研究成果评价 * 四、课题科学性、合理性后评估 * 五、经费决算和经费使用评价 * 六、组织管理经验 * 七、存在问题及对策 沿空留巷围岩的失稳机理与控制技术 汇报人：李琰庆 淮南矿业(集团)有限责任公司谢一矿 2011 年 4 月 Failure mechanism and controlling technologyof surrounding rock gob-side entry retaining 1 引言 ★沿空留巷的优点： ①完全取消了区段煤柱，提高煤炭资源的回采率； ②省去了下阶段风巷掘进，降低巷道的掘进率； ③改善了矿井的生产条件，为Y型通风方式提供了必要条件，解决了高瓦斯煤层工作面U型通风上隅角瓦斯积聚与超限问题。 沿空留巷技术优势和经济效益显著。自20世纪50年代在我国使用以来，各矿区在沿空留巷技术的应用方面进行了许多的探索，积累了丰富的经验，从薄煤层到厚煤层，从缓倾斜煤层到急倾斜煤层，都有沿空留巷的成功经验。 1 引言 ★沿空留巷存在的问题： 1 引言 ★研究思路： ★主要成果： 沿空留巷围岩可能发生切落、回转、破断（垮冒）和冒落等四种失稳，提出巷内锚网组合支护加固煤帮防止切落，控制顶板防止冒落；巷旁工字钢配砌筑矸石带或浇筑充填料，增加支撑点，形成“简支梁”结构，阻止老顶回转和下沉；动压影响范围内辅以单体液压支柱弱化应力作用，防止老顶断裂和跨冒等联合控制技术。 2 沿空留巷的失稳机理 工作面回采后，巷道失去采空区侧煤壁支撑，老顶发生断裂形成“悬臂梁”结构。由于沿空巷道处在移动盆地倾斜剖面的边缘部位，在一侧煤壁的支承条件下，老顶受到拉伸与压缩作用，在煤壁上方产生裂隙，随着裂隙向下发展，巷道上方老顶又断裂成岩块A和岩块B，并向下回转与早期断裂的岩块C接触。在水平挤压力作用下形成一个两端分别以煤体和冒落矸石为支点的铰接岩梁结构，即“砌体梁”结构。 2 沿空留巷的失稳机理 从沿空巷道上方老顶断裂前、后形成的“悬臂梁”和“砌体梁”结构中可以看出：沿空留巷围岩的失稳与老顶的运动直接相关，老顶断裂形成的岩块B的运动决定着沿空留巷围岩的失稳形式。由于岩块B承载着上覆岩体和自身岩体的强大载荷，支撑它两端的煤帮和岩块C两个支点便需要来承载这部分载荷。如果两支撑点中的任一支点支撑不了分担的载荷，岩块B就会发生运动。 另一方面，如果两支撑点均能支撑起各自的分担载荷，而岩块B承担不了上覆岩体和自身的载荷，岩块B同样会发生运动。 2 沿空留巷的失稳机理 ★切顶失稳 沿空巷道煤帮无论是老顶断裂前呈“悬臂梁”结构，煤帮作为悬臂梁的唯一支撑点，还是断裂后呈“砌体梁”结构，作为两个支撑点中的一个，均承受着老顶及上覆岩层较为集中的支承压力，致使煤帮产生严重的变形和破裂，导致老顶沿煤帮切落，发生切顶失稳。 2 沿空留巷的失稳机理 ★回转失稳 老顶在从“悬臂梁”到“砌体梁”结构的形成过程中，老顶的断裂与下沉是不可抗拒的。正是由于老顶断裂形成的岩块B的回转和下沉，使岩块C成为岩块B的另一个支撑点。如果采高大，伪顶、直接顶厚度小，煤层回采后冒落的矸石少、充填高度低，导致岩块C的下沉空间大，岩块C与岩块A之间的高差增大，岩块B的倾斜增大，岩块B与岩块C不能铰接形成“砌体梁”结构，就会以煤帮侧为支撑点，发生回转失稳。 2 沿空留巷的失稳机理 ★破断失稳(垮冒失稳) 在巷煤帮和岩块C两个支点能支撑起老顶的时候，如果留巷