窄煤柱沿空掘巷采空区水仓充填设计及围岩控制技术研究

doi:10.11799/ce202210001

煤炭工程 ›› 2022, Vol. 54 ›› Issue (10): 1-7.doi: 10.11799/ce202210001

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窄煤柱沿空掘巷采空区水仓充填设计及围岩控制技术研究

付中华，吴宇，张彦，林继凯，郝阳

1. 山西省长治经坊煤业有限公司
2. 中国矿业大学
3. 山西长治经纺煤业
4. 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:2022-02-23 修回日期:2022-07-26 出版日期:2022-10-14 发布日期:2023-01-06
通讯作者: 吴宇 E-mail:wuyu@cumt.edu.cn

Research on Goaf Water Cavern Filling Design of Narrow Coal Pillar of Roadway in Gob Entry Driving and Surrounding Rock Control Technology

Received:2022-02-23 Revised:2022-07-26 Online:2022-10-14 Published:2023-01-06

摘要/Abstract

摘要： 针对窄煤柱沿空掘巷过程中采空区硐室充填难题，以山西经坊煤矿地质条件为工程背景，采用了FLAC3D数值模拟手段，分析了合理的煤柱尺寸和采空区硐室顶板应力分布特征，提出了采空区硐室掘砌充填工艺，制定了巷道围岩支护控制方案，进行了现场工业性试验，监测了巷道掘进过程中锚杆的工作载荷以及围岩裂隙发育特征。研究结果表明：6m煤柱内塑性区全部贯通，不存在弹性核区，煤柱内围岩具有较好的完整性。采空区水仓区域煤柱围岩裂隙发育且水仓顶板稳定性差，采用掘砌充填工艺后，巷道围岩变形量小且锚杆工作载荷仍有较大富裕系数，现场验证了掘砌充填工艺的可行性。采用掘砌充填工艺对窄煤柱采空区水仓进行二次支护，有效地控制了巷道围岩变形，缩短了煤柱尺寸并提高了煤炭开采效率，为类似工程提供了借鉴经验。

关键词: 窄煤柱, 沿空掘巷, 采空区水仓充填, 掘砌工艺, 煤炭开采效率

Abstract: In order to improve the efficiency of coal mining, considering chamber filling design of narrow coal pillar of roadway in gob entry driving, take the geological conditions of Jingfang Mine Area as the background, the reasonable width of narrow coal pillar and stress distributed characteristic of water cavern roof under goaf were analyzed by numerical simulation of FLAC3D. The technology of goaf filling was proposed. Surrounding rock support control scheme on narrow coal pillar was formulated. The in-situ monitoring was made on the working load of bolt and crack development characteristics of surrounding rock in gob entry driving. The research results show that: the 6m narrow coal pillar surrounding rock has less crack development, good integrity of surrounding rock, which can meet the needs of safety production, but the surrounding rock crack development in the water cavern area of goaf needs support measures. The feasibility of excavating and filling technology was verified. The deformation of roadway surrounding rock and the working load of bolt were controlled with the use of filling technology. The research solves the technical problem of controlling the surrounding rock passing through the chamber of goaf with narrow coal pillars, which produce greatly economic benefits and provide reference experience for similar projects.

中图分类号:

TD354

付中华, 吴宇, 张彦, 林继凯, 郝阳. 窄煤柱沿空掘巷采空区水仓充填设计及围岩控制技术研究[J]. 煤炭工程, 2022, 54(10): 1-7.

参考文献

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窄煤柱沿空掘巷采空区水仓充填设计及围岩控制技术研究

Research on Goaf Water Cavern Filling Design of Narrow Coal Pillar of Roadway in Gob Entry Driving and Surrounding Rock Control Technology

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