中厚煤层沿空留巷围岩控制数值模拟研究.pdf

《中厚煤层沿空留巷围岩控制数值模拟研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2015年第4期煤炭科技No．42015C0ALSCIENCE&TECHNOLOGYMAGAZINE5文章编号：1008—3731(2015)04—0005—04中厚煤层沿空留巷围岩控制数值模拟研究李国才(山西省煤炭工业厅防爆器材监管中心，山西太原030045)摘要：本文以西山煤电屯兰矿8煤为工程背景。运用数值模拟研究的方法．分析了中厚煤层沿空留巷在工作面两次回采期间的矿压显现规律，并在此基础上进一步研究确定了巷旁浇筑体的合理宽度。进一步丰富完善了中厚煤层沿空留巷围岩控制理论．且兼具降低矿井巷道维护成本和

2、提高经济效益的工程实践价值关键词：中厚煤层：沿空留巷；数值模拟中图分类号：TD32文献标志码：B西山煤电屯兰矿核定生产能力500mt／a．属于数值模拟模型尺寸为90．15X46m(宽X高)的高瓦斯矿井。随着采深的不断增大，矿井瓦斯涌出量二维平面应变模型，共有3010个节点、2898个单已成为制约该矿井安全高效生产的主要原因大量元。岩石物理力学参数见表1。实验室试验与工程实践都表明。采用“Y”型通风方由于所建立的数值模拟模型主要是用来研究沿式是处理回采工作面瓦斯含量行之有效的方法之空留巷支护方案和确定浇筑体

3、合理宽度．所以该模一。沿空留巷技术是回采工作面实现“Y”型通风方型在边界与巷道位置的各个单元疏密程度将会有所式的必要条件不同。模型边界条件为左边界和右边界约束模型在X方向上的位移．下边界约束模型在Y方向上的位1矿井概况移，根据巷道埋深和模型大小在上边界加载载荷大西山煤电屯兰矿开拓方式为主斜井、副斜井、副小为7．5MPa的均布载荷[卜立井联合开拓。综合机械化开采．掘进巷道采用全锚数值模拟方案见表2支护。18207工作面处于南二盘区左翼，与18205工表2数值模拟方案作面采空区相邻。8煤厚度为2．33．74m

4、．平均煤方案帮锚杆数顶锚杆数方案浇注体宽层厚度3．29m，夹矸厚度为0．2～0．75m．煤层赋存编号量(根)量(根)编号度(m)稳定。18207工作面底板标高在636～708m之间，留巷前巷内一4’6留巷后巷旁一2⋯·O支护方案二57充填方案二2·5奥灰水静水位标高为840m．水文地质条件比较复杂三68三3．02模型建立3中厚煤层沿空留巷支护方案模拟结果分析表1岩石物理力学参数3．1应力变化情况分析岩石名称岩度泊松比艨内角(MP图1分别为巷道围岩水平方向应力在无支护情O．28况下(a)和表2三种不同支护方

5、案下(b)(c)(d)的变O．22化情况。通过对图1的分析可以得出．在巷道无支护0．21O．28条件下，由于比较大范围的顶板、底板和两帮都处于O．35低应力区。因此此时有高达0．685MPa的拉应力出O．21O．2现在顶板和底板中引起顶板和底板发生剧烈的变形O．22破坏，而在距离巷道两帮5m之外的范围将会处于O．280．35应力增高区。巷道围岩发生变形破坏的范围在运用锚