Y型通风技术煤炭学会稿1

1、1低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯共采关键技术 快速留巷快速留巷Y型通风瓦斯治理技术型通风瓦斯治理技术煤矿瓦斯治理国家工程研究中心综合办 薛俊华 总工程师20082008年年4 4月月1111日日2一、研究背景一、研究背景二、研究内容二、研究内容三、主要研究成果三、主要研究成果四、社会技术经济效益四、社会技术经济效益五、工业性试验五、工业性试验提提 纲纲研究背景研究背景1 14研究背景研究背景1 1淮南煤田属华北石炭淮南煤田属华北石炭二叠系含煤区，煤层厚度稳定，煤质二叠系含煤区，煤层厚度稳定，煤质优良（主要开采煤层含硫量多在优良（主要开采煤层含硫量多在1%1

2、%以下），以下），-1500m-1500m以浅探明煤炭以浅探明煤炭资源量资源量500500亿吨，占东部煤矿区煤炭储量的亿吨，占东部煤矿区煤炭储量的5050，占安徽省煤炭储量，占安徽省煤炭储量的的7474。20042004年以来，淮南矿区出现明显的深部工程现象，年以来，淮南矿区出现明显的深部工程现象，1515对矿井全对矿井全部为煤与瓦斯突出矿井。除部为煤与瓦斯突出矿井。除2 2对资源枯竭矿井外，对资源枯竭矿井外，1313对矿井均进入对矿井均进入-700m-700m开采水平。矿区平均采深开采水平。矿区平均采深750m750m，整体进入深部开采。，整体进入深部开采。淮南矿区特点淮南矿区特点5研究背景

3、研究背景1 1l 埋藏深（埋藏深（400 400 1500 m1500 m）l 高瓦斯煤层群（高瓦斯煤层群（ 815815层可采煤层）层可采煤层）l 煤层瓦斯含量高（煤层瓦斯含量高（121226m26m3 3/t /t）l 极松软（坚固性系数极松软（坚固性系数 f f 为为0.20.20.80.8）l 透气性低（渗透率为透气性低（渗透率为0.001mD0.001mD）l 瓦斯压力大（高达瓦斯压力大（高达6MPa6MPa）C 13B 11 B8 B7B6B4A3A1A170m 70m 70m 60m 煤层群柱状图煤层群柱状图C 14C C组煤组煤B B组煤组煤A A组煤组煤淮南煤层群开采特征淮南

4、煤层群开采特征淮南矿区深部开采特点淮南矿区深部开采特点l 矿区矿区-700m-700m以下储量占矿区总储量的以下储量占矿区总储量的2/32/3l 瓦斯压力梯度：瓦斯压力梯度：2MPa/hm2MPa/hml 含量梯度含量梯度(13(13槽槽):4.61m):4.61m3 3/(thm)/(thm)l 最大主应力梯度：最大主应力梯度：2.83MPa/hm2.83MPa/hml 温度梯度：温度梯度：3.14 /hm3.14 /hml 每年瓦斯涌出量增加：每年瓦斯涌出量增加：100 m100 m3 3/min/min6研究背景研究背景1 1l 煤层瓦斯含量和压力显著增加，瓦斯涌出量增大；瓦斯升级，突煤

5、层瓦斯含量和压力显著增加，瓦斯涌出量增大；瓦斯升级，突出危险性增加；安全开采威胁剧增。出危险性增加；安全开采威胁剧增。淮南矿区深部开采面临的难题淮南矿区深部开采面临的难题n 瓦斯问题瓦斯问题l 淮南矿区浅部形成的成熟卸压开采抽采瓦斯方法淮南矿区浅部形成的成熟卸压开采抽采瓦斯方法( (巷道巷道+ +钻孔法钻孔法) )在在深部应用面临巨大困难深部应用面临巨大困难: :抽采瓦斯专用岩巷（抽采瓦斯专用岩巷（2323条）工程量大、条）工程量大、实施困难、采场接替紧张、综合效益差。实施困难、采场接替紧张、综合效益差。l 传统的传统的U U型通风方式无法解决深部高瓦斯采煤工作面上隅角瓦斯型通风方式无法解决深

6、部高瓦斯采煤工作面上隅角瓦斯积聚问题，安全隐患巨大，封堵工程量大，综采机械化能力不能积聚问题，安全隐患巨大，封堵工程量大，综采机械化能力不能充分发挥；采区内区段跳采造成系统复杂、安全可靠性差。充分发挥；采区内区段跳采造成系统复杂、安全可靠性差。7研究背景研究背景1 1l 地面钻井抽采原始煤层气难以实现地面钻井抽采原始煤层气难以实现: : 技术上难以实现：技术上难以实现：美国德士古公司和安然等公司美国德士古公司和安然等公司9090年代以来在两年代以来在两淮地区施工淮地区施工1414口地面钻井抽采煤层气均告失败；目前低渗透率、口地面钻井抽采煤层气均告失败；目前低渗透率、高地应力条件煤层气钻井开采技

7、术没有解决。高地应力条件煤层气钻井开采技术没有解决。 试验开采井经济上不可行：试验开采井经济上不可行：单井投资单井投资800800万元，单井最大采气量万元，单井最大采气量42392m42392m3 3，日采气量，日采气量200200300m300m3 3，且迅速衰减，有的基本采不出，且迅速衰减，有的基本采不出气，毫无商业开采价值。气，毫无商业开采价值。淮南矿区深部开采面临的难题淮南矿区深部开采面临的难题n 瓦斯问题瓦斯问题8研究背景研究背景1 1l地面钻井抽采原始煤层气难以实现地面钻井抽采原始煤层气难以实现: :煤矿区复杂地质条件不支持煤层气单独开采：煤矿区复杂地质条件不支持煤层气单独开采：以

8、瓦斯和煤炭以瓦斯和煤炭的能量密度和经济价值可以表明：以转化为电力为例，的能量密度和经济价值可以表明：以转化为电力为例，1m1m3 3瓦斯瓦斯发电发电3kwh3kwh，1t1t煤可发电煤可发电3300 kwh3300 kwh，以淮南吨煤瓦斯含量，以淮南吨煤瓦斯含量26m26m3 3计计算：吨煤所含瓦斯能量仅是煤炭的算：吨煤所含瓦斯能量仅是煤炭的2.6%2.6%。淮南煤层瓦斯含量高达淮南煤层瓦斯含量高达26m26m3 3/t /t，仅依靠传统钻孔预抽要抽采，仅依靠传统钻孔预抽要抽采到到8m8m3 3/t /t以下，需以下，需10201020年，开采周期长，产量不稳定，不能满足年，开采周期长，产量不

9、稳定，不能满足国家经济社会发展的能源需求。国家经济社会发展的能源需求。低透气性煤层只有走井下卸压开采、煤气共采之路低透气性煤层只有走井下卸压开采、煤气共采之路! !淮南矿区深部开采面临的难题淮南矿区深部开采面临的难题n 瓦斯问题瓦斯问题9研究背景研究背景1 1l 强烈的采动影响，超前压力对巷道围岩的破坏巨大；单一锚杆强烈的采动影响，超前压力对巷道围岩的破坏巨大；单一锚杆支护很难，德国、波兰等欧洲国家采取的是支护很难，德国、波兰等欧洲国家采取的是U U型钢支架壁后充填型钢支架壁后充填复合支护，综采工作面月产复合支护，综采工作面月产10151015万吨，成本高达万吨，成本高达10001200100

10、01200元元/ /吨。吨。l 淮南矿区进入淮南矿区进入-700m-700m以下，岩石的流变性表现明显，围岩的自以下，岩石的流变性表现明显，围岩的自稳性能进一步减弱、变形显著，巷道支护困难。稳性能进一步减弱、变形显著，巷道支护困难。l U U型通风开采模式，形成跳采小煤柱、双沿空孤岛工作面，巷道型通风开采模式，形成跳采小煤柱、双沿空孤岛工作面，巷道极难维护。极难维护。n 地压问题地压问题淮南矿区深部开采面临的难题淮南矿区深部开采面临的难题10研究背景研究背景1 1l 原岩温度越来越高，地温问题越显突出；原岩温度越来越高，地温问题越显突出；l 垂深垂深500m500m岩石的平均地温在岩石的平均地

11、温在3131以上，进入一级高温区；以上，进入一级高温区；l 垂深垂深700m700m地温在地温在3737左右，进入二级高温区；左右，进入二级高温区；l 垂深垂深800m800m岩地温达岩地温达4040；l 工作面夏季温度工作面夏季温度343436.5 36.5 ，上隅角及回风巷由于采空区氧化热，上隅角及回风巷由于采空区氧化热的集中释放，温度高达的集中释放，温度高达38.5 38.5 ，职工无法工作，常有中暑昏厥现象，职工无法工作，常有中暑昏厥现象，生产效率低下。生产效率低下。l 机械降温能耗高，效果不明显。机械降温能耗高，效果不明显。n 地温问题地温问题淮南矿区深部开采面临的难题淮南矿区深部开

12、采面临的难题11研究背景研究背景1 1l 9090年代淮南矿区曾在潘一、潘二、谢一等矿采用高水巷旁充填年代淮南矿区曾在潘一、潘二、谢一等矿采用高水巷旁充填材料进行了沿空留巷开采试验材料进行了沿空留巷开采试验, , 因材料的强度和性能不能满足留因材料的强度和性能不能满足留巷的要求，而告失败。巷的要求，而告失败。l 20042004年国内外调研后提出煤层群采用无煤柱快速留巷年国内外调研后提出煤层群采用无煤柱快速留巷Y Y型通风型通风煤气共采研究课题，煤气共采研究课题，0505年完成实验室模拟、相关材料、系统设年完成实验室模拟、相关材料、系统设计研究、计研究、0606年开始先后在新庄孜矿和顾桥矿进行

13、工业性试验，年开始先后在新庄孜矿和顾桥矿进行工业性试验，0707年底通过行业鉴定。年底通过行业鉴定。提出低透气性煤层群采用无煤柱煤与瓦斯气共采研究提出低透气性煤层群采用无煤柱煤与瓦斯气共采研究12研究背景研究背景1 1研究的技术路线研究的技术路线沿空留巷沿空留巷?采场覆岩移动、裂隙演化规律采场覆岩移动、裂隙演化规律留巷矿压显现规律留巷矿压显现规律充填材料及工艺系统充填材料及工艺系统卸压煤层气卸压煤层气(瓦斯瓦斯)运移规律运移规律抽采卸压煤层气抽采卸压煤层气?理论理论模拟模拟试验试验煤气共采煤气共采! 将开采高瓦斯、高地压、低透气性煤层群的技术难题统将开采高瓦斯、高地压、低透气性煤层群的技术难题

14、统一起来考虑，提出基于综采工作面沿空留巷一起来考虑，提出基于综采工作面沿空留巷Y Y型通风卸压开型通风卸压开采抽采煤层气的煤气共采技术新思路、新方法采抽采煤层气的煤气共采技术新思路、新方法13研究背景研究背景1 1模拟演示模拟演示研究内容研究内容2 卸压开采覆岩移动卸压开采覆岩移动及采动裂隙演化规律及采动裂隙演化规律 2.116煤层群卸压开采采场岩层运动基本特征煤层群卸压开采采场岩层运动基本特征冒落带冒落带: : 顶板最大冒落带高度顶板最大冒落带高度13.6 m13.6 m，为采高，为采高4 4倍，岩石垮落不规则。倍，岩石垮落不规则。裂隙带：裂隙带：发育高度约为采高的发育高度约为采高的17.2

15、17.2倍，在采空侧下位顶板裂隙明显，倍，在采空侧下位顶板裂隙明显， 0 058.7m58.7m范围内裂隙互相沟通，范围内裂隙互相沟通，58.7m58.7m以上顶板岩层也有裂隙发育，以上顶板岩层也有裂隙发育，但互相不沟通；裂隙呈偏向采空区方向但互相不沟通；裂隙呈偏向采空区方向50505555左右向上发育。左右向上发育。弯曲下沉带：弯曲下沉带：位于裂隙带之上，采动裂隙与下部采空区未沟通。位于裂隙带之上，采动裂隙与下部采空区未沟通。卸压开采覆岩移动及采动裂隙演化规律卸压开采覆岩移动及采动裂隙演化规律 2.12.117走向走向倾向倾向l 移动盆地与采空区不对称移动盆地与采空区不对称l 倾斜方向，工作

16、面上边界的盆地边缘比下边界陡倾斜方向，工作面上边界的盆地边缘比下边界陡l 工作面上边界上方的底板移动盆地的拐点偏向采空区内侧工作面上边界上方的底板移动盆地的拐点偏向采空区内侧l 下边界上方的底板移动盆地的拐点偏向采空区外侧下边界上方的底板移动盆地的拐点偏向采空区外侧卸压煤层移动盆地的特征卸压煤层移动盆地的特征卸压开采覆岩移动及采动裂隙演化规律卸压开采覆岩移动及采动裂隙演化规律 2.12.118l 左侧顶板断裂角为左侧顶板断裂角为5050，采动边界影响角为，采动边界影响角为110110；右侧顶板断裂；右侧顶板断裂角为角为4545，采动边界影响角为，采动边界影响角为106106。l 楔形区内顶板岩

17、层产生卸压膨胀变形。楔形区内顶板岩层产生卸压膨胀变形。l 左、右侧底板卸压区发育范围以左、右侧底板卸压区发育范围以5555、 6060偏向采空区内。偏向采空区内。采空侧顶底板应力分布采空侧顶底板应力分布卸压开采覆岩移动及采动裂隙演化规律卸压开采覆岩移动及采动裂隙演化规律 2.12.119 采空侧顶板应力分采空侧顶板应力分布分为布分为增压区、卸压增压区、卸压区、卸压稳定区区、卸压稳定区。 采空侧顶板裂隙发采空侧顶板裂隙发育呈竖向偏向采空区育呈竖向偏向采空区发展，发展，右边界以右边界以5050左右，左边界为采动左右，左边界为采动影响边界线，与煤层影响边界线，与煤层底板夹角为底板夹角为110110左

18、右。左右。采空侧竖向裂隙发育区采空侧竖向裂隙发育区卸压开采覆岩移动及采动裂隙演化规律卸压开采覆岩移动及采动裂隙演化规律 2.12.1201 1采空区侧顶板环型区采空区侧顶板环型区：离层裂：离层裂隙和竖向破断裂隙发育，采空区隙和竖向破断裂隙发育，采空区瓦斯富集区。瓦斯富集区。2-2-裂隙带内竖向裂隙发育区裂隙带内竖向裂隙发育区: : 竖向竖向破断裂隙发育，并与下部环型裂破断裂隙发育，并与下部环型裂隙发育区连通，为围岩卸压瓦斯隙发育区连通，为围岩卸压瓦斯和采空区瓦斯的储集场所，左边和采空区瓦斯的储集场所，左边界角为采动卸压角，右边界为顶界角为采动卸压角，右边界为顶板岩层断裂角。板岩层断裂角。3-3

19、-远程卸压煤层裂隙发育区远程卸压煤层裂隙发育区: : 卸压卸压煤层膨胀变形，以离层裂隙为主，煤层膨胀变形，以离层裂隙为主，煤层透气性显著增加，为远程卸煤层透气性显著增加，为远程卸压煤层气抽采提供了良好的通道。压煤层气抽采提供了良好的通道。卸压开采覆岩移动及采动裂隙演化规律卸压开采覆岩移动及采动裂隙演化规律 2.12.1采动裂隙分区模型采动裂隙分区模型采动裂隙分区，为卸压煤层气抽采动裂隙分区，为卸压煤层气抽采钻孔的布置提供理论依据采钻孔的布置提供理论依据沿空留巷围岩结构稳沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术定性分析及控制技术2.2德国专家多次井下考察顾桥矿后，建言：德国专家多次井下考察顾桥矿后，

20、建言：“在顾桥在顾桥目前条件下，采用锚杆支护进行沿空留巷，德国没目前条件下，采用锚杆支护进行沿空留巷，德国没有先例，不可能成功有先例，不可能成功!”!”22矿区深井煤巷矿区深井煤巷U U型钢支护型钢支护超前采动时的维护状况超前采动时的维护状况邻近工作面采动后小煤柱邻近工作面采动后小煤柱巷道锚杆支护坍塌状况巷道锚杆支护坍塌状况n 矿区深井煤巷支护现状矿区深井煤巷支护现状沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.223巷道围岩的稳定性主要取决于围岩强度、应力状况及支护与围岩巷道围岩的稳定性主要取决于围岩强度、应力状况及支护与围岩的相互作用。沿空留巷围岩应力状

21、态不能简单地描述为低值应力区，的相互作用。沿空留巷围岩应力状态不能简单地描述为低值应力区，实际上其围岩赋存状况和应力状态明显不同于其它煤巷，并从根本上实际上其围岩赋存状况和应力状态明显不同于其它煤巷，并从根本上决定着留巷围岩的稳定性。决定着留巷围岩的稳定性。s，m沿空留巷围岩变形速度基本特征全过程曲线v,mm/d第第阶段：掘进及掘后稳定阶段阶段：掘进及掘后稳定阶段第第阶段：应力调整阶段阶段：应力调整阶段第第阶段：采空区稳定后的阶段阶段：采空区稳定后的阶段n 综采工作面沿空留巷合理的巷内支护形式？综采工作面沿空留巷合理的巷内支护形式？沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析

22、及控制技术2.22.224沿空留巷技术成功的关键是沿空留巷技术成功的关键是保证顶板沿充填体外侧切顶断裂、保证顶板沿充填体外侧切顶断裂、控制充填体上方顶板的完整性及控制充填体上方顶板的完整性及煤帮强烈位移。煤帮强烈位移。沿空留巷老顶破断的基本形态沿空留巷老顶破断的基本形态初次和周期来压时初次和周期来压时结构块结构块2 2、3 3的运动状况的运动状况直接影响沿空留巷的稳定直接影响沿空留巷的稳定状况。充填体很难阻止结状况。充填体很难阻止结构块构块3 3的旋转下沉。的旋转下沉。2.2.12.2.1沿空留巷围岩结构稳定性分析沿空留巷围岩结构稳定性分析11151115（1 1）采空侧顶板垮冒物理模拟）采空

23、侧顶板垮冒物理模拟沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.22525剖面：采前巷道；剖面：采前巷道；剖面，工作面推过，外层顶板岩剖面，工作面推过，外层顶板岩体破断、回转并下沉；体破断、回转并下沉；剖面：岩体剖面：岩体B B触矸，形成巷道外层触矸，形成巷道外层自稳自稳三角板三角板结构。结构。n外层自稳三角板大结构的形成过程外层自稳三角板大结构的形成过程2.2.12.2.1沿空留巷围岩结构稳定性分析沿空留巷围岩结构稳定性分析沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.226剖面：掘进期间支护形式；剖面：掘进期间支护形式

24、；剖面：随外层岩体运动，回转剖面：随外层岩体运动，回转挤压、受剪切破坏；挤压、受剪切破坏；剖面：外层自稳结构保护下的剖面：外层自稳结构保护下的内层支护围岩结构。内层支护围岩结构。n内层人工支护围岩小结构内层人工支护围岩小结构2.2.12.2.1沿空留巷围岩结构稳定性分析沿空留巷围岩结构稳定性分析沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.227沿空留巷内外层结构稳定：沿空留巷内外层结构稳定：外层自稳三角板大结构：外层自稳三角板大结构：基本顶破断、回转运动，形成基本顶破断、回转运动，形成稳定的三角板结构，其结构稳定主要受直接顶的厚度和岩性稳定的三角板结构，其

25、结构稳定主要受直接顶的厚度和岩性影响，与是否留巷关系不大。影响，与是否留巷关系不大。内层围岩支护小结构：内层围岩支护小结构：巷内支护、巷旁充填墙体、巷内巷内支护、巷旁充填墙体、巷内辅助加强支护构成沿空留巷围岩支护小结构，其稳定性取决辅助加强支护构成沿空留巷围岩支护小结构，其稳定性取决于外层结构产生的力学环境和巷道支护结构的适应性。于外层结构产生的力学环境和巷道支护结构的适应性。大结构具有决定性作用，小结构稳定对大结构也有影响。大结构具有决定性作用，小结构稳定对大结构也有影响。2.2.12.2.1沿空留巷围岩结构稳定性分析沿空留巷围岩结构稳定性分析沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩

26、结构稳定性分析及控制技术2.22.228大结构形成过程中的回转、下沉决定了小结构的矿压显现程大结构形成过程中的回转、下沉决定了小结构的矿压显现程度，包括直接顶的抗剪和变形、充填墙体的载荷等。度，包括直接顶的抗剪和变形、充填墙体的载荷等。反过来，小结构对大结构也有影响，增加了直接顶的悬顶长反过来，小结构对大结构也有影响，增加了直接顶的悬顶长度，进而影响大结构位态变化。度，进而影响大结构位态变化。n内外层结构的相互作用内外层结构的相互作用2.2.12.2.1沿空留巷围岩结构稳定性分析沿空留巷围岩结构稳定性分析沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.2292

27、9n外层结构关键块参数的理论分析外层结构关键块参数的理论分析关键块关键块B侧向断裂跨度侧向断裂跨度：计算模型计算模型Sd=(M+T)IKm(I)H1(K11) 关键块关键块B B在采空触矸处的给定下沉量：在采空触矸处的给定下沉量：2.2.12.2.1沿空留巷围岩结构稳定性分析沿空留巷围岩结构稳定性分析充填墙体的支护荷载充填墙体的支护荷载：aMMMP/)(321 因此，充填墙体需适应关键块回转下沉，保持稳定，因此，充填墙体需适应关键块回转下沉，保持稳定，必须具有一定的可缩性和承载强度。必须具有一定的可缩性和承载强度。沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22

28、.2SLSLLl101021017223030 顶板支护结构必须具有较强的抗剪切能力，适应关键顶板支护结构必须具有较强的抗剪切能力，适应关键块块B B下沉回转过程中下位岩层的回转和破断。下沉回转过程中下位岩层的回转和破断。2.2.12.2.1沿空留巷围岩结构稳定性分析沿空留巷围岩结构稳定性分析n顶板岩层旋转失稳判别顶板岩层旋转失稳判别沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.2Kc 1，岩层结构发生旋转失稳；Kc 1，岩层结构不发生旋转失稳。cccRKmaxn顶板岩层滑落失稳判别顶板岩层滑落失稳判别smaxRK当K 1，结构滑落失稳；K 1时，结构不滑落

29、失稳。巷道顶部岩层力学计算模型31FLACFLAC3D3D数值模型数值模型 以顾桥矿以顾桥矿1115(1)1115(1)轨道沿空轨道沿空留 巷 为 工 程 背 景 ， 采 用留 巷 为 工 程 背 景 ， 采 用FLAC3DFLAC3D分析研究。模型尺寸分析研究。模型尺寸（长（长宽宽高）高）: : 200m200m200m200m95m 95m ，采用莫，采用莫尔尔- -库仑（库仑（Mohr-CoulombMohr-Coulomb）屈）屈服准则。服准则。岩层岩层密度密度/kg/m3体积模量体积模量/Gpa剪切模量剪切模量/Gpa 内摩擦角内摩擦角/( () )粘聚力粘聚力/Mpa砂质泥岩砂质泥

30、岩22003.02.2321.2泥岩泥岩22002.51.6301.0煤层煤层16002.01.2300.8中砂岩中砂岩27004.83.6351.6细砂岩细砂岩27005.24.2382.0数值模拟研究中的岩层力学参数数值模拟研究中的岩层力学参数n 三维数值模拟研究三维数值模拟研究2.2.1 2.2.1 沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.232巷道开挖结束后顶板巷道开挖结束后顶板垂直应力分布垂直应力分布n 数值模拟结果分析数值模拟结果分析2.2.2 2.2.2 沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷巷内

31、支护方式选择巷道掘进过程中，巷道两帮煤体和前方形成应力集中；巷道掘进过程中，巷道两帮煤体和前方形成应力集中；在两帮煤体内应力集中影响范围约在两帮煤体内应力集中影响范围约151520m20m，支承压力峰值位置，支承压力峰值位置巷道两帮实体煤中巷道两帮实体煤中8 810m10m；在巷道前方煤体内应力集中影响范围约在巷道前方煤体内应力集中影响范围约202025m25m，支承压力峰值，支承压力峰值位置距巷道迎头位置距巷道迎头5m5m。沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.233a a. .直接顶垂直应力直接顶垂直应力n 巷道顶板垂直应力分布状态及特点巷道顶板

32、垂直应力分布状态及特点超前采动压力引起巷道两侧垂直应力升高，随顶板层位向上，应超前采动压力引起巷道两侧垂直应力升高，随顶板层位向上，应力增加幅度相应减小；力增加幅度相应减小；滞后采动压力导致实体煤一侧垂直应力增高，且比超前采动压力滞后采动压力导致实体煤一侧垂直应力增高，且比超前采动压力更强烈。回采后工作面顶板垂直应力降低，随层位依次向上，应力相更强烈。回采后工作面顶板垂直应力降低，随层位依次向上，应力相应增加。应增加。b b. .老顶垂直应力老顶垂直应力c c. .老顶上方泥岩垂直应力老顶上方泥岩垂直应力2.2.2 2.2.2 沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷围岩结构稳

33、定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.234 工作面开采工作面开采50m50m时顶板垂直应力分布状况时顶板垂直应力分布状况n 巷道顶板垂直应力分布状态及特点巷道顶板垂直应力分布状态及特点2.2.2 2.2.2 沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.235n 巷道顶板剪切应力分布状态及特点巷道顶板剪切应力分布状态及特点a a. .直接顶剪切应力直接顶剪切应力b b. .老顶剪切应力老顶剪切应力c c. .老顶上方泥岩剪切应力老顶上方泥岩剪切应力顶板剪切应力随工作面推进逐步增大，然

34、后又趋向降低，稳定后顶板剪切应力随工作面推进逐步增大，然后又趋向降低，稳定后为零。顶板层位的依次向上，剪切应力峰值逐渐降低。为零。顶板层位的依次向上，剪切应力峰值逐渐降低。2.2.2 2.2.2 沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.236充填体上方垂直应力分布充填体上方垂直应力分布n 充填墙体上方应力分布状态及特点充填墙体上方应力分布状态及特点充填体上方剪切应力分布充填体上方剪切应力分布工作面开采后及时充填，初期充填体上方垂直应力较低，随着工作面开采后及时充填，初期充填体上方垂直应力较低，随着老顶破断

35、、顶板回转下沉，垂直应力普遍提高，老顶破断、顶板回转下沉，垂直应力普遍提高，40m40m处垂直应力达处垂直应力达到最大值。到最大值。工作面前方剪切应力随回采而增大，影响范围为工作面前方剪切应力随回采而增大，影响范围为50m50m，剪切应，剪切应力约力约2 23MPa3MPa，工作面后方，工作面后方40m40m剪切应力达到最大值。剪切应力达到最大值。2.2.2 2.2.2 沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.2372.2.2 2.2.2 沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷巷内支护方式选择沿空留巷围岩稳定性

36、受制于巷道两侧垂向和剪切应力的剧烈演化沿空留巷围岩稳定性受制于巷道两侧垂向和剪切应力的剧烈演化，不同于其它煤巷的应力调整期，决定着沿空留巷的稳定。，不同于其它煤巷的应力调整期，决定着沿空留巷的稳定。U U型钢拱形可缩支架支护体系主要对顶板提供支护，对帮部提供低型钢拱形可缩支架支护体系主要对顶板提供支护，对帮部提供低的侧向约束，无法适应强采动的应力环境和破坏形式，巷道煤帮变形的侧向约束，无法适应强采动的应力环境和破坏形式，巷道煤帮变形大，留巷十分困难。大，留巷十分困难。锚杆强化支护体系可以实现及时支护，强化顶板岩层完整性控制锚杆强化支护体系可以实现及时支护，强化顶板岩层完整性控制，可实现平衡顶板

37、压力和抑制剪切破坏的双重功能。，可实现平衡顶板压力和抑制剪切破坏的双重功能。应力调整期是阶段性的、临时性的，通过辅助加强支护来解决更应力调整期是阶段性的、临时性的，通过辅助加强支护来解决更科学。科学。沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.238真三轴巷道模拟试验台及其加载系统真三轴巷道模拟试验台及其加载系统n 研究方法研究方法2.2.3 2.2.3 锚杆支护顶板结构在强采动条件下的稳定性研究锚杆支护顶板结构在强采动条件下的稳定性研究采用实验室平面应变模拟方法模拟三种顶板条件锚杆支护顶板结采用实验室平面应变模拟方法模拟三种顶板条件锚杆支护顶板结构在强采

38、动条件下的稳定性。构在强采动条件下的稳定性。软弱夹层在顶板锚固区内；软弱夹层在顶板锚固区内； 软弱软弱夹层在顶板锚固区边缘；夹层在顶板锚固区边缘； 软弱夹层同时在顶板锚杆锚固区和锚固软弱夹层同时在顶板锚杆锚固区和锚固区外。区外。模型尺寸为模型尺寸为10010010010020cm20cm巷道尺寸巷道尺寸2020202020cm20cm，几何、密度，几何、密度、应力相似常数分别为、应力相似常数分别为2020、1.51.5和和3030。模拟采深为。模拟采深为800m800m。沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.239a a 巷道布置完毕巷道布置完毕 1

39、 1 1 1 应力状态应力状态 3 3 1 1应力状态下巷道破坏状况应力状态下巷道破坏状况 n 软弱夹层位于锚杆锚固区内的实验软弱夹层位于锚杆锚固区内的实验顶板围岩应力与层位离层曲线顶板围岩应力与层位离层曲线 软弱软弱夹层夹层2.2.3 2.2.3 锚杆支护顶板结构在强采动条件下的稳定性研究锚杆支护顶板结构在强采动条件下的稳定性研究软弱夹层位于锚杆锚固区内软弱夹层位于锚杆锚固区内，在原岩应力作用下，巷道能够保持较高的，在原岩应力作用下，巷道能够保持较高的稳定性；稳定性；当围岩应力达到当围岩应力达到2323倍甚至超过倍甚至超过3 3倍原岩应力时，巷道仍然保持较高倍原岩应力时，巷道仍然保持较高稳定

40、性稳定性。但加大了顶板表面的位移和软弱夹层的离层。但加大了顶板表面的位移和软弱夹层的离层。沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.240a a 巷道布置完毕巷道布置完毕 1 1 1 1 应力状态应力状态 3 3 1 1应力状态下巷道破坏状况应力状态下巷道破坏状况 n 软弱夹层位于锚杆锚固区边缘的实验软弱夹层位于锚杆锚固区边缘的实验 顶板围岩应力与层位离层曲线顶板围岩应力与层位离层曲线 软弱软弱夹层夹层2.2.3 2.2.3 锚杆支护顶板结构在强采动条件下的稳定性研究锚杆支护顶板结构在强采动条件下的稳定性研究软弱夹层位于锚固区边缘时，在原岩应力作用下，巷

41、道仅发生微弱片帮软弱夹层位于锚固区边缘时，在原岩应力作用下，巷道仅发生微弱片帮或掉顶现象；或掉顶现象；受到高于受到高于3 3倍原岩应力作用时，软弱夹层处离层明显，帮部变形倍原岩应力作用时，软弱夹层处离层明显，帮部变形和底鼓严重，巷道极易进入离层垮冒的失稳状态和底鼓严重，巷道极易进入离层垮冒的失稳状态。沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.241a a 巷道布置完毕巷道布置完毕 1 1 1 1 应力状态应力状态 3 3 1 1应力状态巷道破坏状况应力状态巷道破坏状况 n 软弱夹层位于锚杆锚固区边缘及锚固区外的实验软弱夹层位于锚杆锚固区边缘及锚固区外的实

42、验顶板围岩应力与层位离层曲线顶板围岩应力与层位离层曲线 软弱软弱夹层夹层2.2.3 2.2.3 锚杆支护顶板结构在强采动条件下的稳定性研究锚杆支护顶板结构在强采动条件下的稳定性研究巷道上方含两层软弱夹层时，在原岩应力状态下，巷道保持了较好稳定巷道上方含两层软弱夹层时，在原岩应力状态下，巷道保持了较好稳定状态，顶板和两帮的整体移近量较大；状态，顶板和两帮的整体移近量较大；当围岩应力持续加载至当围岩应力持续加载至2323倍倍 1 1时，时，直接顶垮冒和片帮范围非常大，巷道失稳明显。直接顶垮冒和片帮范围非常大，巷道失稳明显。沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.

43、22.242n 实验结果与分析实验结果与分析2.2.3 2.2.3 锚杆支护顶板结构在强采动条件下的稳定性研究锚杆支护顶板结构在强采动条件下的稳定性研究l 采用锚杆支护作为留巷巷内基本支护，可以保持掘进及采用锚杆支护作为留巷巷内基本支护，可以保持掘进及掘后稳定期间的变形阶段（掘后稳定期间的变形阶段（阶段）的稳定，并有利于阶段）的稳定，并有利于在留巷前控制巷道围岩变形，保持围岩的整体稳定性，在留巷前控制巷道围岩变形，保持围岩的整体稳定性，有利于留巷墙体构筑；有利于留巷墙体构筑；l 无论巷道顶板软弱夹层分布为何种形式，在应力调整阶无论巷道顶板软弱夹层分布为何种形式，在应力调整阶段（段（ 阶段）均需

44、进行锚杆强化控制和巷道支护补强。阶段）均需进行锚杆强化控制和巷道支护补强。沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.24311151115（1 1）轨道顺槽）轨道顺槽桁架支护控制煤帮变形桁架支护控制煤帮变形n 采用锚杆采用锚杆“强化控制技术强化控制技术”的巷道实照的巷道实照2.2.4 2.2.4 巷内新型锚杆强化支护技术巷内新型锚杆强化支护技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.244巷道超前支护支架示意图巷道超前支护支架示意图根据长壁工作面矿压显现和采空侧上覆岩层运动和破断规律，根据长壁工作面矿压显现和采空

45、侧上覆岩层运动和破断规律，开采对工作面的影响比对固定边界开采对工作面的影响比对固定边界( (沿空留巷沿空留巷) )的影响严重得多，沿的影响严重得多，沿空留巷的矿压显现的剧烈程度明显小于采场中的矿压显现程度；类空留巷的矿压显现的剧烈程度明显小于采场中的矿压显现程度；类比工作面液压支架，设计巷道辅助加强支护。比工作面液压支架，设计巷道辅助加强支护。n 超前支护支架补强技术超前支护支架补强技术2.2.5 2.2.5 巷内辅助加强支护的研制巷内辅助加强支护的研制沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.245机尾端头综合机械化支护方案机尾端头综合机械化支护方案n

46、 超前支护支架的结构及布置形式超前支护支架的结构及布置形式2.2.5 2.2.5 巷内辅助加强支护的研制巷内辅助加强支护的研制钢带 自移式巷道超前支护自移式巷道超前支护支架采用类似液压支架的支架采用类似液压支架的结构，由立柱支撑顶梁和结构，由立柱支撑顶梁和底座，用四连杆机构增强底座，用四连杆机构增强支架的抗扭性。支架的抗扭性。 采用相邻的前后两架采用相邻的前后两架由伸缩梁和推移千斤顶连由伸缩梁和推移千斤顶连接的方式，对前、后架进接的方式，对前、后架进行相互推拉自移行走。行相互推拉自移行走。沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.246自移式主动强力控顶

47、支架照片自移式主动强力控顶支架照片n 超前支护支架的主要参数超前支护支架的主要参数支架型号支架型号ZT24000/18/35使用高度使用高度1.8-3.5m使用高度使用高度2.0-3.3m底座宽度底座宽度0.49m工作阻力工作阻力24000kN初撑力初撑力6180kN支护强度支护强度0.79MPa立柱直径立柱直径250160mm支架主要参数支架主要参数2.2.5 2.2.5 巷内辅助加强支护的研制巷内辅助加强支护的研制沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.247n 工作面后方辅助加强支护方式工作面后方辅助加强支护方式工作面前方工作面前方20m20m到

48、后方到后方40m40m，采用巷道超前支架进行支护，工作面，采用巷道超前支架进行支护，工作面后方后方40m40m到到140m140m范围内采用单体支柱加强支护，充填墙体稳定后整范围内采用单体支柱加强支护，充填墙体稳定后整体内移平均体内移平均550 mm550 mm，两帮位移，两帮位移1400mm1400mm，留巷断面在，留巷断面在810m810m2 2。2.2.5 2.2.5 巷内辅助加强支护的研制巷内辅助加强支护的研制沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术沿空留巷围岩结构稳定性分析及控制技术2.22.2快速留巷巷旁充填快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统材料与充填工艺系统2.349快速留巷巷旁充填

49、材料与充填工艺系统快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统2.32.3n CHCT CHCT充填材料组份充填材料组份序号序号成分成分比例比例备注备注1 1水泥水泥10201020质质量量百百分分比比2 2粉煤灰粉煤灰7407403 3石子石子154015404 4砂砂152515255 5水水103010306 6复合外加剂复合外加剂掺量按水泥和粉煤灰掺量按水泥和粉煤灰总质量的总质量的0.52.0%0.52.0%2.3.1 CHCT2.3.1 CHCT巷旁充填材料研制巷旁充填材料研制50快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统2.32.3l蹋落度蹋落度 1226cm122

50、6cm；l压力泌水压力泌水 V10=5065ml V10=5065ml V140=165185ml V140=165185ml l相对压力泌水率：相对压力泌水率： 30403040 l最长水平泵送距离：最长水平泵送距离：1.2km1.2kmn 充填材料性能充填材料性能研制完成的研制完成的CHCTCHCT材料具有优良的材料具有优良的泵送性能、自流平、自密实性能和较高泵送性能、自流平、自密实性能和较高的强度以及适宜的强度发展速度。的强度以及适宜的强度发展速度。充填结束后充填结束后23h 23h 可脱模；可脱模；5h5h抗压抗压强度强度1.82Mpa1.82Mpa； 充填料浆硬化后，其充填料浆硬化后

51、，其1 1、2 2、3 3、7 7、2828天抗压强度分别可达天抗压强度分别可达5 5、1010、1212、1515和和28MPa28MPa。2.3.1 CHCT2.3.1 CHCT巷旁充填材料研制巷旁充填材料研制51快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统2.32.3试件的极限压缩变形可达试件的极限压缩变形可达1017%1017%，剩余强度可达极限抗压强，剩余强度可达极限抗压强度的度的3560%3560%。 测强后试件测强后试件应力应变曲线应力应变曲线n 良好的可压缩性和较高的残余强度良好的可压缩性和较高的残余强度2.3.1 CHCT2.3.1 CHCT巷旁充填材

52、料研制巷旁充填材料研制52快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统2.32.3n 工艺流程图工艺流程图 2.3.2 2.3.2 快速留巷巷旁充填工艺系统研制快速留巷巷旁充填工艺系统研制干混充填干混充填料制备料制备干混充填干混充填料运输料运输干混充填干混充填料上料料上料充填料浆充填料浆制备与泵送制备与泵送充填模板充填模板支护支护料浆入模自料浆入模自流平密实流平密实拆模拆模53快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统2.32.3建立了干混充填材料专门生产线，整套生产线由上料系统、筛分建立了干混充填材料专门生产线，整套生产线由上料系统、筛分系统

53、、烘干系统、原料仓及配送系统、搅拌混合系统、包装入库系统构系统、烘干系统、原料仓及配送系统、搅拌混合系统、包装入库系统构成。成。n CHCT CHCT充填材料干混料制备系统充填材料干混料制备系统2.3.2 2.3.2 快速留巷巷旁充填工艺系统研制快速留巷巷旁充填工艺系统研制CHCTCHCT充填材料生产厂充填材料生产厂 54快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统2.32.3 在充填泵附近铺设专用铁轨，充填材料在井上采用装料车在充填泵附近铺设专用铁轨，充填材料在井上采用装料车一次性灌入自带卸料螺杆的全封闭式集装料箱，沿专用铁轨进入一次性灌入自带卸料螺杆的全封闭式集装料

54、箱，沿专用铁轨进入充填站，经上料系统对充填泵供料。充填站，经上料系统对充填泵供料。n CHCT CHCT充填材料的输送系统充填材料的输送系统 2.3.2 2.3.2 快速留巷巷旁充填工艺系统研制快速留巷巷旁充填工艺系统研制55快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统2.32.3模板、支架一体化，机械立模，能保证沿空留巷巷旁充填墙体模板、支架一体化，机械立模，能保证沿空留巷巷旁充填墙体紧随工作面及时快速构筑。紧随工作面及时快速构筑。 n自主研制了强支撑自移模板液压充填支架自主研制了强支撑自移模板液压充填支架2.3.2 2.3.2 快速留巷巷旁充填工艺系统研制快速留巷巷

55、旁充填工艺系统研制56快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统快速留巷巷旁充填材料与充填工艺系统2.32.32.3.3 2.3.3 小小 结结l 研究制备的研究制备的CHCTCHCT充填材料，具有早强、高增阻、高强力学特充填材料，具有早强、高增阻、高强力学特性，且可适应井下高程变化远距离泵送施工，入模后自流平、性，且可适应井下高程变化远距离泵送施工，入模后自流平、自密实；自密实； l 研究设计的快速构筑充填墙体工艺系统，自动上料集装箱输送研究设计的快速构筑充填墙体工艺系统，自动上料集装箱输送系统，机械化程度高，能保证沿空留巷巷旁充填墙体紧随工作系统，机械化程度高，能保证沿空留巷巷旁充填墙体紧随工作面

56、及时快速构筑；面及时快速构筑；l 研究设计的巷旁充填模板支架，是联系墙体充填和工作面采煤研究设计的巷旁充填模板支架，是联系墙体充填和工作面采煤的纽带，同时兼顾了采煤生产和充填作业，实现了安全高效生的纽带，同时兼顾了采煤生产和充填作业，实现了安全高效生产条件下的及时快速构筑充填墙体。产条件下的及时快速构筑充填墙体。卸压开采沿空留巷卸压开采沿空留巷煤气共采技术煤气共采技术 2.458离层裂隙和竖向破断裂离层裂隙和竖向破断裂隙发育，横向和竖向裂隙发育，横向和竖向裂隙贯通，并采动冒落顶隙贯通，并采动冒落顶部空隙区相连通部空隙区相连通 。n 卸压开采沿空留巷采场裂隙演化持征卸压开采沿空留巷采场裂隙演化持

57、征 2.4.1 2.4.1 深井煤层群沿空留巷卸压开采煤气共采理论深井煤层群沿空留巷卸压开采煤气共采理论顶板裂隙带中楔形发育区顶板裂隙带中楔形发育区弯曲下沉带弯曲下沉带裂隙带裂隙带冒落带冒落带充填体充填体采场空间采空区上部发采场空间采空区上部发育的环形空隙区，采空育的环形空隙区，采空区的游离瓦斯上浮，聚区的游离瓦斯上浮，聚集于该区。集于该区。采动冒落顶部空隙区采动冒落顶部空隙区卸压开采沿空留巷煤气共采技术卸压开采沿空留巷煤气共采技术 2.42.459右边界角：右边界角：采动破断角采动破断角 左边界角：左边界角：采动卸压角采动卸压角 n 采场顶板裂隙区范围的确定采场顶板裂隙区范围的确定 2.4.

58、1 2.4.1 深井煤层群沿空留巷卸压开采煤气共采理论深井煤层群沿空留巷卸压开采煤气共采理论弯曲下沉带弯曲下沉带裂隙带裂隙带冒落带冒落带充填体充填体 在首采卸压煤层裂在首采卸压煤层裂隙带上方存在卸压膨隙带上方存在卸压膨胀变形区，在煤层底胀变形区，在煤层底板板40m40m范围内存在卸范围内存在卸压裂隙发育区。压裂隙发育区。 卸压区域煤层透气卸压区域煤层透气性大大增加，在沿空性大大增加，在沿空留巷内对应顶、底板留巷内对应顶、底板裂隙发育区布置上向、裂隙发育区布置上向、下向钻孔，可长期连下向钻孔，可长期连续抽采卸压煤层气。续抽采卸压煤层气。远程卸压膨胀变形区远程卸压膨胀变形区底板卸压裂隙发育区底板卸

59、压裂隙发育区卸压开采沿空留巷煤气共采技术卸压开采沿空留巷煤气共采技术 2.42.460卸压开采沿空留巷煤气共采技术卸压开采沿空留巷煤气共采技术 2.42.4l 上向卸压层卸压范围上向卸压层卸压范围 新庄孜矿卸压角在新庄孜矿卸压角在82.082.075.075.0 之间，底板方向发展的深度超之间，底板方向发展的深度超过了过了100m100m；顾桥矿卸压角在；顾桥矿卸压角在83.083.085.085.0 之间。底板方向发展的深之间。底板方向发展的深度超过了度超过了80m80m。l 下向卸压层卸压范围下向卸压层卸压范围 新庄孜矿新庄孜矿卸压角在卸压角在110.2110.2118.9118.9 之间

60、，顶板方向发展的高度之间，顶板方向发展的高度超过了超过了130m130m；顾桥矿顾桥矿卸压角在卸压角在102.0102.0110.0110.0 之间，顶板方向发展之间，顶板方向发展的高度达到的高度达到150m150m。n 卸压范围研究结果卸压范围研究结果2.4.1 2.4.1 深井煤层群沿空留巷卸压开采煤气共采理论深井煤层群沿空留巷卸压开采煤气共采理论61卸压开采沿空留巷煤气共采技术卸压开采沿空留巷煤气共采技术 2.42.4Y型通风采空区Q1Q2QQ1=350m3/min,Q2=1250m3/min,Q=1600m3/min, WCH4=0.5mol/(m2.h)q=100m3/min工作面x