东峰煤矿综放沿空留巷巷旁支护结构与参数研究.doc

东峰煤矿综放沿空留巷巷旁支护结构与参数研究无煤柱护巷是解决煤炭资源回收率和安全开采的有效技术手段。沿空留巷是无煤柱护巷中的主要形式,其前后经历了将近70年的发展,技术日益成熟,目前正在全国推广应用,因此,沿空留巷的使用已成为煤矿开采的必然趋势。本文以东峰煤矿3#煤层3G01工作面为工程背景,通过上覆围岩的运动规律和顶板破断规律,建立沿空留巷围岩结构模型、关键块力学模型,从而得到巷旁支护阻力计算公式。从沿空留巷上覆岩层矿压规律对充填体作用机制进行分析,在此基础上得出充填体基本要求:具有一定早期强度和快速增阻特性、具有一定可缩量、具有较高的后期强度,为综放沿空留巷巷旁支护提供理论依据。充填体材料主要分析了各原材料对沿空留巷巷充填材料性能的影响,最终确定水泥的选择为P·O42.5水泥,塑化剂的选择为塑化剂A+B(各50%),砂率为60%。材料的最终性能1天强度可达到8MPa,7天强度为28.5MPa,28天达到最终强度45.5MPa。根据充填体宽度与支护阻力关系,提出充填支护体宽度方案为1.0m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m。采用FLAC3D数值模拟软件对不同宽度的充填体支护进行数值计算,分别从巷道围岩的位移云图、水平应力分布及垂直应力分布三个方面分析,当充填体宽度为2.0m时,可以有效维护顶板不被破坏,最大下沉量为200mm。结合东峰煤矿,对该方案进行实施效果监测,其结果表明,整个留巷过程中巷道顶板位移量及深部围岩位移量都在可控范围内,说明该支护方案支护效果明显,验证了当充填体宽度为2.0m时为合理的支护宽度。