留小煤柱沿空掘巷锚梁网索支护技术研究

理论广角留小煤柱沿空掘巷锚梁网索支护技术研究张海韦石小刚李永兵(煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司河南郑州450007)[摘要]留小煤柱沿空掘巷一直是矿井安全生产的难点，采用传统支护方式如梯形棚式支护、普通锚杆支护在后期回采过程中难以有效控制围岩变形。本文以某矿13318E工作面轨道顺槽的典型围岩条件为工程背录，运用FLAC2D5.0软件建立数值分析模型，模拟不同煤柱宽度下巷道变形情况，确定合理煤柱宽度，并根据巷道维护特点进行支护参数设计，矿压观测表明：采用以高强锚杆为基础、辅以高预紧力锚索的锚网梁索支护技术，巷道围岩变形得到有效控制，取得了良好的效果。[关键词]小煤柱沿空掘巷数值模拟锚梁网索中图分类号：TD353随着开采深度与强度的不断增加，特别是沿空掘巷时由于受到相邻采空区侧向残余支承压力及工作面采动超前支承压力的双重影响，回采期间巷道围岩变形严重，采用传统支护方式如梯形棚式支护、普通锚杆支护都难以有效控制围岩变形。本文以某矿13318E工作面轨道顺槽的典型围岩条件为工程背景，运用FLAC2D5.0软件建立数值分析模型，模拟不同煤柱宽度下巷道变形情况，确定合理煤柱宽度，并根据巷道维护特点，确定合理的支护支护设计。1工程概况1.1巷道基本地质条件某矿13318E工作面位于-610m水平，E2采区，主采8煤。地面标高+20.8~+27.6m,工作面标高-511~-610m。工作面西起东二B组采区上山，东至F22断层：北至13218E运输顺槽；南至-610m煤层底板等高线。与本工作面相邻的13218E工作面已回采完毕。8煤为结构简单的中厚煤层，煤层西低东高，且局部煤层起伏较大，煤层倾向189°~210°,倾角10°~15°,煤厚1.5~3.6m,平均直接覆盖在煤层之上，局部地段煤层之上有泥岩伪顶(或相变为夹矸),直接底为泥岩。1.2巷道维护特点1)上区段工作面13218E工作面收作时间距今仅四个月，上覆岩层的活动沿未完全稳定，13318E工作面轨道顺槽掘进受残余采动影响大；2)煤层上方多为老顶(厚22m左右的砂岩)直覆，采空区悬顶范围广，老顶破断回转时冲击大；3)受陷落柱的影响范围广，煤层顶板受采动和构造的双重影响，顶板多破碎，掘进时顶板完整性控制难度大；4)煤层直接底为泥岩，底板暴露后极易形成底臌，难以从根本上控制底板变形。5)受13218E工作面胶带顺槽扩刷的影响，沿空掘巷时的煤柱宽度难以确定，掘巷时的位置难以选择，7)采空区内积水后对高帮煤壁浸泡，易增加煤壁的片冒，维护难度增大。2煤柱合理宽度数值模拟分析2.1模型的建立数值模拟选用有限差分数值计算程序FLAC2D5.0进行模拟，模型大小为2.4保证性措施>随机资料内容详尽、通俗易懂，使操作人员便于掌握；>设备操作尽量简化，使用操作方便；>因操作失误易引起故障的设备，采用自动保护电路；>设置随机备件箱，存放维修用的备件：>每辆通信车配备汽车工具、电器工具和土木工具各一套；>配备必要的检查、测试仪器，用于现场维修和预防性维修。3电磁兼容扰都是通过路或者场耦合到被干扰设备中的，场干扰的引人方式有互感耦合感应、辐射电磁场感应、静电耦合感应等；路干扰的引入方式主要是共阻抗耦合。电磁兼容设计就是想办法将这些场或者路隔离开来。解决系统的电磁兼容问题，总的来说，可以采取以下措施：>减少或消除干扰，>提高抗干扰能力：>破坏干扰传输条件。这里重点放在减少或消除干扰方面。3.1良好接地设备机柜均设有接地汇流条。各分机可根据需要采用合理的接地方式。将车载站舱体内外蒙皮可靠的连接成同一导体，其接地端子设在车体外部，并为其配备高强度、低阻抗的接地引线和接地棒。接地本车载站要求接地电阻10?,为达到此要求，对于不同的使用环境条件，应采用相应的接地措施，这些措施包括增加接地体埋深、向外延伸、多个接地体并联组成接地网络等。我们认为，只系统接地要求，保证设备性能和安全使用。良好的屏蔽可以减少干扰强度，并降低对滤波的要求。对可能产生电磁发射的电路设计专门的屏蔽盒。3.3滤波滤波是弥补设计上的不足而采取的一种补救措施，因此不如屏蔽及接地可靠。但滤波在抑制信号干扰、瞬态干扰、电源干扰等方面仍是施。在电源电路设计时，输入口加装专门的前端电源滤波器，在单加装电容器和电感器进行滤波。3.4电缆网设计式及连接方法等，强信号输出线、电源线与低电平信号线的布线与扎线分开。3.5设备整机结构设计采取的措施地可根据需要，在机柜底部分别接人机壳地或信号地接线柱上，而后再接入舱内设备接地母线，由接地母线再通过接地柱与接地装置相连。对于既要求通风，又要求电磁屏蔽的单元或部件，要进行合理的计算后再开通风孔；设备和分系统之间的信号连接电缆应采用有屏蔽的电缆和连接器，屏蔽层接地要良好。系统建设时严格按照上述指标进行施工，而指标的精确计算又保证了应急指挥系统的正常稳定运行。在几年的使用过程中，该系统的可靠性和可维修性均满足指标的要求。图1巷道两帮位移变化曲线图2巷道顶底位移变化曲线3支护方案与支护参数设计部分应全部压在钢带下方，并用12#铁丝按150带、12#菱形铁丝网，锚杆规格为φ20-M22-2500mm,每根锚杆采用一节 理论广角表1不同煤柱宽度时巷道表面变形量量带、12#菱形铁丝网，锚杆规格为Φ20-M22-2500mm,每根4)顶板锚索布置采用“3-3-3”形式，三根锚索均为单体锚索，间距果；预紧力80~100kN,锚固力不低于200kN,锚索紧跟迎头施工安装。4矿压观测及支护效果分析近量达到378mm,其中高帮移近量为2