「论文推荐」杨仁树课题组提出大幅提高回撤通道围岩稳定性方案其它頭條網

【能源人都在看，点击右上角加'关注'】

这是中国矿业大学（北京）杨仁树教授课题组的最新成果。研究的创新点为：在分析覆岩活动规律的基础上提出了合理的回撤通道位置，在提高支架初撑力的基础上，顶板采用全锚索支护、煤帮为锚网索联合支护。这项研究得到了国家自然科学基金的资金支持。

晋煤集团赵庄矿5310工作面为研究对象。赵庄矿主要开采3号煤层，采高大、煤层松软、顶板条件差，各种隐伏断层和构造多，工作面开采条件比较特殊。目前，工作面设备回撤主要采用无预掘回撤通道，即工作面推进至终采线后开掘回撤通道，采用锚杆、锚索支护。但对回撤通道的布置和支护设计多以经验为主，缺乏相应的理论指导。

回撤通道位置确定

5310工作面为典型的高强度开采工作面。工作面推进过程中，移架后直接顶首先在采空区发生离层冒落；基本顶达到其极限跨距后，发生断裂、回转、触矸，基本顶经历“稳定—失稳—再稳定”周而复始的运动过程。

不考虑人为因素时，工作面推进至终采线时，回撤通道与基本顶断裂位置有4种空间关系

，即岩块B断裂位置在煤壁上方、在回撤通道上方、在支架上方、在采空区上方。基本顶不同的断裂位置如下图所示。

通过分析计算确定采用此类回撤通道的必要条件是：周期来压步距L>L₁+L₂，且保证具有足够的安全距离L₃。其中L₁为支架尾梁距断裂线的距离，L₂为回撤通道煤帮距支架尾梁的距离，L₃为回撤通道煤帮距岩块A潜在断裂线的距离。

回撤通道支护方案

围岩控制对策

采用FLAC^3D软件对回撤通道围岩变形破坏情况进行模拟分析，为了便于计算采用平面模型，模型的长×宽×高为280 m×1 m×120 m，共11 069个单元和19 307个节点。在支护方案选择时应坚持“顶帮协同控制”的原则。

支护方案

回撤通道顶板采用全锚索支护，煤帮采用锚网索联合支护，回撤通道中部区域具体支护方案如下图所示。

顶板支护：采用全锚索支护，锚索为直径为22 mm的1×19股钢绞线，共布置6排。

煤帮支护：采用锚杆、锚索加钢筋梯梁支护，每排布置3根锚杆，2根锚索，每排锚杆和锚索采用钢筋梯梁连接。间距为950 mm，排距为1 200 mm。

现场监测效果

工作面最后一次来压结束后继续向前推进4个循环，在最后一个循环前打设锁口锚索。工作面停采后，为了对顶板提供更大的初撑力，防止工作面支架被压死，减轻煤壁的压力，在每台液压支架下方增设两个单体液压支柱，然后采用人工支掘的作业方式先开挖通道的上半部，再用采煤机扫底，保证回撤通道的断面满足要求，按照支护方案进行支护，回撤通道围岩控制效果如下图所示。