基于高强吸能锚杆支护的煤柱合理留设尺寸研究

doi:10.11799/ce202103009

煤炭工程 ›› 2021, Vol. 53 ›› Issue (3): 49-45.doi: 10.11799/ce202103009

基于高强吸能锚杆支护的煤柱合理留设尺寸研究

林继凯¹,张彦²,郝阳³

1. 山西长治经纺煤业
2. 中国矿业大学
3. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

收稿日期:2020-04-24 修回日期:2020-06-07 出版日期:2021-03-20 发布日期:2021-05-10
通讯作者: 张彦 E-mail:yanzhangcalling@126.com

Simulation Research on Reasonable Coal Pillar Based on High Energy Absorbing Rock Bolt

LIN JIKAI¹,ZHANG YANYANHao Yang

Received:2020-04-24 Revised:2020-06-07 Online:2021-03-20 Published:2021-05-10
Contact: ZHANG YANYAN E-mail:yanzhangcalling@126.com

摘要/Abstract

摘要： 了提高煤炭回采效率、实现正常回采和顺利完成工作面安全接替的生产要求，针对经纺煤业3-508综放工作面25m煤柱尺寸进行优化，自主设计研发了高强稳阻吸能锚杆，并对其力学特性进行了试验研究，提出了高强稳阻支护方案，通过FLAC3D模拟不同支护方案和不同煤柱尺寸下的巷道围岩垂直应力变化、塑性区分布规律和巷道变形差异对比得出结论。研究表明：与经纺煤业现有支护方案对比，采用新型高强稳阻吸能锚杆支护技术可以提高巷道围岩的稳定性，将原有25m煤柱尺寸缩减为5～10m，减少了煤炭资源的浪费。研究结果可以为经纺煤业留设合理煤柱尺寸和巷道稳定性控制提供指导意见和科学依据。

关键词: 综放工作面, 煤柱宽度, 高强稳阻吸能锚杆, 锚杆支护, 静态拉拔测试, 围岩控制

Abstract: Abstract：Based on improving coal recovery efficiency, achieving normal recovery and successfully completing replacement of working face for safety production requirements, 25m coal pillar of 3-508 fully mechanized working face in Jingfang coal mine has been optimized and proposed high-strength stability support scheme. A new energy absorbing rock bolt has been developed and its mechanical properties have been investigated. A simulation model in the mining process is established by FLAC3D to study the differences of the surrounding rock stress，deformation and plastic zone distribution law under different pillar widths and different support methods．The results show that the coal pillars width can be decreased to 5-10m with supporting by the new high energy absorbing rock bolt, which means more coal resource can be exploited. The results will provides important scientific basis and instructions on the width of coal pillar and a new supporting method to keep stability of surrounding rocks in JingFang coal mine.

林继凯, 张彦, 郝阳. 基于高强吸能锚杆支护的煤柱合理留设尺寸研究[J]. 煤炭工程, 2021, 53(3): 49-45.

LIN JIKAI ZHANG YANYAN Hao Yang. Simulation Research on Reasonable Coal Pillar Based on High Energy Absorbing Rock Bolt[J]. Coal Engineering, 2021, 53(3): 49-45.

参考文献 15

[1]	常聚才，谢广祥，杨科. 综放沿空巷道小煤柱合理宽度确定[J]. 西安科技大学学报. 2008, 28(2): 226-230.
[2]	郭崇. 保德煤矿8~#煤层合理区段煤柱尺寸留设研究[J]. 煤炭工程. 2016, 48(S1): 12-15.
[3]	宁静. 深部大采高综采工作面区段煤柱宽度优化研究[J]. 煤炭工程. 2019, 51(03): 13-17.
[4]	张杰，付二军，田云鹏，等. 南梁煤矿区段煤柱留设宽度优化设计[J]. 煤炭工程. 2015, 47(07): 15-17.
[5]	孔令海，姜福兴，刘杰，等. 特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度的微地震监测[J]. 煤炭学报. 2009, 34(07): 871-874.
[6]	刘金海，姜福兴，王乃国，等. 深井特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度研究[J]. 岩石力学与工程学报. 2012, 31(05): 921-927.
[7]	黄炳香，刘长友，郑百生，等. 超长孤岛综放工作面煤柱支承压力分布特征研究[J]. 岩土工程学报. 2007(06): 932-937.
[8]	马其华，王宜泰. 深井沿空巷道小煤柱护巷机理及支护技术[J]. 采矿与安全工程学报. 2009, 26(4): 520-523.
[9]	朱若军，郑希红，徐乃忠. 深井沿空掘巷小煤柱合理宽度留设数值模拟研究[J]. 地下空间与工程学报. 2011, 7(02): 300-305.
[10]	卢文斌，杨永杰，郝以瑞. 深部孤岛工作面沿空掘巷小煤柱留设及巷道支护设计[J]. 煤矿安全. 2015, 46(05): 208-211.
[11]	张广超，何富连，来永辉，等. 高强度开采综放工作面区段煤柱合理宽度与控制技术[J]. 煤炭学报. 2016, 41(09): 2188-2194.
[12]	康红普，王金华，林健. 煤矿巷道锚杆支护应用实例分析[J]. 岩石力学与工程学报. 2010, 29(4): 649-664.
[13]	彭林军，张东峰，郭志飚，等. 特厚煤层小煤柱沿空掘巷数值分析及应用[J]. 岩土力学. 2013, 34(12): 3609-3616.
[14]	张农，李学华，高明仕. 迎采动工作面沿空掘巷预拉力支护及工程应用[J]. 岩石力学与工程学报. 2004(12): 2100-2105.
[15]	Hao Y, Wu Y, Ranjith P G, et al. A novel energy-absorbing rock bolt with high constant working resistance and long elongation: Principle and static pull-out test[J]. Construction and Building Materials. 2020, 243: 118231.

基于高强吸能锚杆支护的煤柱合理留设尺寸研究

Simulation Research on Reasonable Coal Pillar Based on High Energy Absorbing Rock Bolt

PDF (Mobile)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献 15

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	高晓君. 动压煤巷群围岩分区劣化特征及控制技术研究[J]. 煤炭工程, 2021, 53(5): 0-0.
[2]	丁自伟, 田普, 廉开元, 朱浩宇, 冯立, 张杰, 邸广强, 沈少康. 厚煤层综放工作面煤柱稳定性评价及控制技术[J]. 煤炭工程, 2021, 53(3): 62-67.
[3]	石超弘, 苏士杰, 丁国利, 于辉华, 解嘉豪. 深埋强冲击煤层工作面区段煤柱宽度确定[J]. 煤炭工程, 2021, 53(2): 5-9.
[4]	赵斌, 王朋卫. 巷道易风化围岩薄层快速喷涂封闭技术研究[J]. 煤炭工程, 2021, 53(2): 60-64.
[5]	李斌李刚汪北方. 南阳坡煤矿8800综放工作面临空小煤柱尺寸研究[J]. 煤炭工程, 2020, 52(7): 63-67.
[6]	曹文超, 龚选平, 李红波, 高涵. 综放工作面采空区高位定向钻孔抽采效果影响因素分析[J]. 煤炭工程, 2020, 52(5): 87-91.
[7]	韩俊效, 马晋民, 石晋松, 陈勇. 大宁煤矿阶段式高水材料充填沿空留巷技术应用研究[J]. 煤炭工程, 2020, 52(4): 6-11.
[8]	李爱军, 王䶮. 高地应力切顶留巷围岩快速控制技术研究[J]. 煤炭工程, 2020, 52(4): 28-32.
[9]	范育青, 刘玉成, 赵明洲, 温良霞, 王昌琪. 弱胶结软岩巷道围岩应力与位移分布规律及支护技术[J]. 煤炭工程, 2020, 52(4): 84-91.
[10]	谢益盛, 郝晓飞, 杨亚威. 厚煤层大采高工作面无煤柱开采技术研究及应用[J]. 煤炭工程, 2020, 52(3): 7-12.
[11]	陈芳. 综放工作面产尘分布规律及综合治理技术[J]. 煤炭工程, 2020, 52(3): 76-81.
[12]	王震, 娄芳, 金士魁, 王刚. 极近距离煤层采空区下回采巷道位置及围岩控制研究[J]. 煤炭工程, 2020, 52(2): 1-4.
[13]	胡乐天, 王民廷. 原巷充填无煤柱掘巷技术的应用研究[J]. 煤炭工程, 2020, 52(2): 42-45.
[14]	李中伟. 复合顶板应力集中区巷道围岩控制技术研究[J]. 煤炭工程, 2020, 52(12): 38-41.
[15]	丁永成. 高效快速掘进系统现状及支护设备发展#br# #br# [J]. 煤炭工程, 2020, 52(12): 168-171.