巷道掘进空顶距确定的差分方法及其应用

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1、第36卷第6期煤炭学报Vol．36No．62011年6月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYJune2011文章编号:0253－9993(2011)06－0920－05巷道掘进空顶距确定的差分方法及其应用柏建彪，肖同强，李磊(中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室矿业工程学院，江苏徐州221116)摘要:提出了一种空顶距确定方法。该方法首先建立顶板稳定分析力学模型，然后采用差分法计算得到顶板应力分布规律与空顶距的关系，根据顶板应力与其抗压强度和抗拉强度关系判定顶板稳定性，在此基础上确定合理掘进空顶距。结合张双楼煤矿9802工作面回采巷道生产地质条件，

2、应用该方法确定了巷道合理空顶距为6m。在6m大循环进尺掘进条件下采取2m小循环内临时支护、高预紧力锚杆支护技术，现场应用效果表明，该方法有效控制了巷道围岩变形、提高了掘进速度。关键词:巷道掘进;空顶距;差分方法;力学模型;掘进速度中图分类号:TD322.1文献标志码:AUnsupportedroofdistancedeterminationofroadwayexcavationusingdifferencemethodanditsapplicationBAIJian-biao，XIAOTong-qiang，LILei(StateKeyLaboratoryofResour

3、cesandMineSafety，SchoolofMines，ChinaUniversityofMining＆Technology，Xuzhou221116，China)Abstract:Onemethodofunsupportedroofdistancedeterminationwasproposed．Firstly，roofmechanicalmodelforsta-bilityanalysiswasestablished，thenrelationbetweenroofstressdistributionandunsupportedroofdistancewasgo

4、tusingdifferencemethod．Accordingtoroofstressanditscompressivestrengthandtensilestrengthtodetermineroofstability，rationalunsupportedroofdistancewasgot．Accordingtoproductionandgeologicalconditionin9802workingfaceofZhangshuanglouCoalMine，rationalunsupportedroofdistanceof6mwasgotappliedthism

5、ethod．Under6mcirculationfootagecondition，throughtemporarysupportandhighpre-stressedboltin2mminorcycle，surroundingrockiswellcontrolled，andtheexcavationspeedisincreased．Keywords:roadwayexcavation;unsupportedroofdistance;differencemethod;mechanicalmodel;excavationspeed巷道掘进速度不仅取决于掘进设备的现代化程进角

6、度大、底板松软破碎时，掘进机移动更加困难，［1－6］度，而且与各生产工序紧密相连。综合机械化掘进、退耗时更多，影响掘进速度。因此，循环进尺的大进是目前普遍采用的煤巷快速掘进工艺方式，目前我小是制约掘进速度进一步提高的瓶颈。在保证安全国煤巷综掘极少采用掘锚一体化工艺，普遍采用综掘的前提下，增大循环进尺即空顶距，减少掘进机进、退机配套单体锚杆钻机的工艺。掘进机截割时必须将及搬运锚杆钻机的次数，从而减少该环节占用的时［7－9］锚杆钻机搬运到掘进机后方，截割后掘进机退出掘进间，是实现煤巷快速掘进的重要途径;并且较大工作面5m左右、再将锚杆钻机搬运到掘进工作面，的空顶距可增大作业

7、空间，实现锚杆、锚索支护平行由于锚杆钻机连带压风管、水管、掘进机质量大，因此作业，显著提高巷道掘进速度。因此，确定合理的空掘进机的进、退及搬运锚杆钻机耗时多，尤其下山掘顶距是煤巷安全快速掘进的前提。收稿日期:2010－09－21责任编辑:常琛基金项目:煤炭资源与安全开采国家重点实验室自主研究课题资助项目(SKLCRSM08X04);江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD);全国博士学位论文作者专项资金资助项目(200760)作者简介:柏建彪(1966—)，男，江苏仪征人，教授，博士。Tel:0516－83995179，E－mail:b