沿空留巷矸石巷旁充填體支護性能實驗研究.pdf

1、本文以左權(quán)天一煤業(yè)公司3102工作面為工程研究背景，充分考慮兼并重組新改建礦井實際生產(chǎn)、經(jīng)濟等條件較為薄弱的情況下，依據(jù)調(diào)研結(jié)果，3102工作面選取了前進式無預(yù)掘無煤柱沿空留巷的開采方案，同時采區(qū)將采用往復(fù)式開采方法。此舉對于提高煤炭資源回收率、降低巷道掘進率、緩解采掘緊張關(guān)系和實現(xiàn)礦井的節(jié)能減排具有顯著效果。上述方案中沿空留巷技術(shù)是決定方案能否成功實施的關(guān)鍵因素，沿空留巷技術(shù)由巷內(nèi)支護和巷旁支護兩者共同作用而組成。其中巷內(nèi)支護由于錨網(wǎng)

2、桿索聯(lián)合支護技術(shù)在我國得到良好的應(yīng)用及發(fā)展，已日趨成熟；那么，巷旁支護作為沿空留巷技術(shù)中的關(guān)鍵部分，其能否適應(yīng)巷道上方頂板運動規(guī)律及有效控制頂板巖層將決定著沿空留巷技術(shù)的成敗。巷旁支護的形式及使用材料很多，本文根據(jù)礦井實際的開采條件及經(jīng)濟狀況，最終選取了工作面掘進出的矸石作為沿空留巷巷旁充填體的支護材料。
　　矸石作為沿空留巷巷旁充填材料的歷史較為悠久，因其就地取材方便、護巷成本較為低廉等優(yōu)點曾經(jīng)被廣泛使用，但是由于普通矸石帶受載

3、后壓縮量大，尤其當(dāng)壘砌高度較大時靠巷邊緣部分容易壓塌，不能及時支撐頂板，護巷效果差等缺點一直得不到有效解決，所以矸石充填體逐漸被淘汰。那么如何使矸石帶既能發(fā)揮其優(yōu)點的同時又能克服其不利因素和弊端，使其充分發(fā)揮良好的支護性能。這便是本文需要進行研究的主要內(nèi)容，本文針對沿空留巷中矸石充填體的大流變性和低支護強度等問題，提出了帶-網(wǎng)-栓式矸石袋巷旁支護技術(shù)方案。該技術(shù)選用鋼帶、錨網(wǎng)、錨栓等作為矸石袋的側(cè)向支護材料，以增加矸石袋的圍壓、約束矸石

4、袋的橫向變形為目的，以此提高矸石巷旁充填體的支護性能。通過對矸石充填體的側(cè)向分別添加鋼帶、錨網(wǎng)、錨栓進行承壓力學(xué)試驗后，使得矸石袋的最大承載能力提高了2～5倍，這樣極大的改善了矸石帶的充填支護效果，使得矸石作為充填材料在未來沿空留巷技術(shù)發(fā)展中具有很大的利用潛能。
　　本文以矸石巷旁充填體支護性能作為研究對象，通過前期理論分析、參數(shù)計算與設(shè)計、實驗室試驗、數(shù)值模擬研究和現(xiàn)場工業(yè)試驗等手段相結(jié)合，深入地研究和探討了在使用帶-網(wǎng)-栓式矸