理論廣角留小煤柱沿空掘巷錨梁網(wǎng)索支護技術(shù)研究張海韋石小剛李永兵(煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計研究院股份有限公司河南鄭州450007)[摘要]留小煤柱沿空掘巷一直是礦井安全生產(chǎn)的難點，采用傳統(tǒng)支護方式如梯形棚式支護、普通錨桿支護在后期回采過程中難以有效控制圍巖變形。本文以某礦13318E工作面軌道順槽的典型圍巖條件為工程背錄，運用FLAC2D5.0軟件建立數(shù)值分析模型，模擬不同煤柱寬度下巷道變形情況，確定合理煤柱寬度，并根據(jù)巷道維護特點進行支護參數(shù)設(shè)計，礦壓觀測表明：采用以高強錨桿為基礎(chǔ)、輔以高預(yù)緊力錨索的錨網(wǎng)梁索支護技術(shù)，巷道圍巖變形得到有效控制，取得了良好的效果。[關(guān)鍵詞]小煤柱沿空掘巷數(shù)值模擬錨梁網(wǎng)索中圖分類號：TD353隨著開采深度與強度的不斷增加，特別是沿空掘巷時由于受到相鄰采空區(qū)側(cè)向殘余支承壓力及工作面采動超前支承壓力的雙重影響，回采期間巷道圍巖變形嚴(yán)重，采用傳統(tǒng)支護方式如梯形棚式支護、普通錨桿支護都難以有效控制圍巖變形。本文以某礦13318E工作面軌道順槽的典型圍巖條件為工程背景，運用FLAC2D5.0軟件建立數(shù)值分析模型，模擬不同煤柱寬度下巷道變形情況，確定合理煤柱寬度，并根據(jù)巷道維護特點，確定合理的支護支護設(shè)計。1工程概況1.1巷道基本地質(zhì)條件某礦13318E工作面位于-610m水平，E2采區(qū)，主采8煤。地面標(biāo)高+20.8~+27.6m,工作面標(biāo)高-511~-610m。工作面西起東二B組采區(qū)上山，東至F22斷層：北至13218E運輸順槽；南至-610m煤層底板等高線。與本工作面相鄰的13218E工作面已回采完畢。8煤為結(jié)構(gòu)簡單的中厚煤層，煤層西低東高，且局部煤層起伏較大，煤層傾向189°~210°,傾角10°~15°,煤厚1.5~3.6m,平均直接覆蓋在煤層之上，局部地段煤層之上有泥巖偽頂(或相變?yōu)閵A矸),直接底為泥巖。1.2巷道維護特點1)上區(qū)段工作面13218E工作面收作時間距今僅四個月，上覆巖層的活動沿未完全穩(wěn)定，13318E工作面軌道順槽掘進受殘余采動影響大；2)煤層上方多為老頂(厚22m左右的砂巖)直覆，采空區(qū)懸頂范圍廣，老頂破斷回轉(zhuǎn)時沖擊大；3)受陷落柱的影響范圍廣，煤層頂板受采動和構(gòu)造的雙重影響，頂板多破碎，掘進時頂板完整性控制難度大；4)煤層直接底為泥巖，底板暴露后極易形成底臌，難以從根本上控制底板變形。5)受13218E工作面膠帶順槽擴刷的影響，沿空掘巷時的煤柱寬度難以確定，掘巷時的位置難以選擇，7)采空區(qū)內(nèi)積水后對高幫煤壁浸泡，易增加煤壁的片冒，維護難度增大。2煤柱合理寬度數(shù)值模擬分析2.1模型的建立數(shù)值模擬選用有限差分?jǐn)?shù)值計算程序FLAC2D5.0進行模擬，模型大小為2.4保證性措施>隨機資料內(nèi)容詳盡、通俗易懂，使操作人員便于掌握；>設(shè)備操作盡量簡化，使用操作方便；>因操作失誤易引起故障的設(shè)備，采用自動保護電路；>設(shè)置隨機備件箱，存放維修用的備件：>每輛通信車配備汽車工具、電器工具和土木工具各一套；>配備必要的檢查、測試儀器，用于現(xiàn)場維修和預(yù)防性維修。3電磁兼容擾都是通過路或者場耦合到被干擾設(shè)備中的，場干擾的引人方式有互感耦合感應(yīng)、輻射電磁場感應(yīng)、靜電耦合感應(yīng)等；路干擾的引入方式主要是共阻抗耦合。電磁兼容設(shè)計就是想辦法將這些場或者路隔離開來。解決系統(tǒng)的電磁兼容問題，總的來說，可以采取以下措施：>減少或消除干擾，>提高抗干擾能力：>破壞干擾傳輸條件。這里重點放在減少或消除干擾方面。3.1良好接地設(shè)備機柜均設(shè)有接地匯流條。各分機可根據(jù)需要采用合理的接地方式。將車載站艙體內(nèi)外蒙皮可靠的連接成同一導(dǎo)體，其接地端子設(shè)在車體外部，并為其配備高強度、低阻抗的接地引線和接地棒。接地本車載站要求接地電阻10?,為達到此要求，對于不同的使用環(huán)境條件，應(yīng)采用相應(yīng)的接地措施，這些措施包括增加接地體埋深、向外延伸、多個接地體并聯(lián)組成接地網(wǎng)絡(luò)等。我們認(rèn)為，只系統(tǒng)接地要求，保證設(shè)備性能和安全使用。良好的屏蔽可以減少干擾強度，并降低對濾波的要求。對可能產(chǎn)生電磁發(fā)射的電路設(shè)計專門的屏蔽盒。3.3濾波濾波是彌補設(shè)計上的不足而采取的一種補救措施，因此不如屏蔽及接地可靠。但濾波在抑制信號干擾、瞬態(tài)干擾、電源干擾等方面仍是施。在電源電路設(shè)計時，輸入口加裝專門的前端電源濾波器，在單加裝電容器和電感器進行濾波。3.4電纜網(wǎng)設(shè)計式及連接方法等，強信號輸出線、電源線與低電平信號線的布線與扎線分開。3.5設(shè)備整機結(jié)構(gòu)設(shè)計采取的措施地可根據(jù)需要，在機柜底部分別接人機殼地或信號地接線柱上，而后再接入艙內(nèi)設(shè)備接地母線，由接地母線再通過接地柱與接地裝置相連。對于既要求通風(fēng)，又要求電磁屏蔽的單元或部件，要進行合理的計算后再開通風(fēng)孔；設(shè)備和分系統(tǒng)之間的信號連接電纜應(yīng)采用有屏蔽的電纜和連接器，屏蔽層接地要良好。系統(tǒng)建設(shè)時嚴(yán)格按照上述指標(biāo)進行施工，而指標(biāo)的精確計算又保證了應(yīng)急指揮系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。在幾年的使用過程中，該系統(tǒng)的可靠性和可維修性均滿足指標(biāo)的要求。圖1巷道兩幫位移變化曲線圖2巷道頂?shù)孜灰谱兓€3支護方案與支護參數(shù)設(shè)計部分應(yīng)全部壓在鋼帶下方，并用12#鐵絲按150帶、12#菱形鐵絲網(wǎng)，錨桿規(guī)格為φ20-M22-2500mm,每根錨桿采用一節(jié) 理論廣角表1不同煤柱寬度時巷道表面變形量量帶、12#菱形鐵絲網(wǎng)，錨桿規(guī)格為Φ20-M22-2500mm,每根4)頂板錨索布置采用“3-3-3”形式，三根錨索均為單體錨索，間距果；預(yù)緊力80~100kN,錨固力不低于200kN,錨索緊跟迎頭施工安裝。4礦壓觀測及支護效果分析近量達到378mm,其中高幫移近量為2