煤柱下特厚煤層動壓巷道穩(wěn)定性與控制技術研究

吳 樂，馮智杰，何 杰，馮友良，郝登云

(1.天地科技股份有限公司 開采設計事業(yè)部，北京 100013；2.煤炭科學研究總院 開采研究分院，北京 100013；3.山西世德孫家溝煤礦有限公司，山西 忻州 036600)

回采巷道的穩(wěn)定性主要決定于圍巖應力、圍巖強度與支護系統(tǒng)[1，2]。近距離煤層下行開采時，上層煤回采結束后形成采空區(qū)與遺留煤柱，圍巖應力重新分布[3，4]。由于采空區(qū)垮落的頂板對底板應力分布的影響較遺留煤柱集中應力影響要小的多，因此下層煤回采巷道的布置需著重考慮遺留煤柱下應力集中分布范圍，從而降低上層煤遺留煤柱與本工作面回采雙重擾動影響程度[5-8]，同時采取合理的支護技術控制巷道變形[9-12]。本文以山西世德孫家溝煤礦13313工作面進風巷為工程背景，從圍巖應力、圍巖強度與支護系統(tǒng)三個方面對煤柱下動壓巷道穩(wěn)定性及控制技術展開研究。

1 工程概況

山西世德孫家溝煤礦主采煤層為11#煤與13#煤，11#煤煤層平均厚度為2.2m，下方為13#煤層，13#煤層平均厚度為13.54m，兩層煤層間距10m，11#煤與13#煤為典型的近距離煤層。13313工作面進風巷沿13#煤底板掘進，其正上方為沿11#煤頂板掘進的11007工作面進風巷，13313工作面正上方為11007采空區(qū)，兩者空間位置重疊。13313進風巷西側為尚未開掘的13315回風巷，巷道平面與垂直位置關系如圖1與圖2所示，其中圖1中實線為13#煤巷道，虛線為11#煤巷道。天地科技股份有限公司在該工作面測得地質力學參數(shù)結果顯示，13#煤最大水平主應力為16.65MPa，方向為北偏西33.6°，最小水平主應力為9.15MPa，垂直應力為5.58MPa，為最大水平主應力主導型應力場，在量值上屬于中等應力值區(qū)域。……