1、92 价值工程 矿井边界煤柱对上部煤层回采巷道影响程度分析 The Incidence of Mine Boundary Pillar for Upside Coal Seam Mining Roadway 马力 MA Li；向建华X NG Jianhua；程鹏CHENG Peng；张飞建ZHANG Fei-jian (安徽理工大学能源与安全学院，淮南232000；安徽恒源煤电股份有限公司煤矿综掘区，淮北235100) (Anhui University of Science and Technology College of Energy and Security，Huainan 23200
2、0，China； Anhui Hengyuan CoalElectricity Group Co，Ltd，Coal Mine Comprehensive Tunneling Area，Huaibei 235100 I China) 摘要：恒源煤矿459工作面处于矿井边界，受下部6煤回采及边界煤柱影响，巷道在掘进过程中维护困难。采用数值计算研究方 法，为巷道加强支护提供了理论依据。 Abstract：Hengyuan coal mine 459 working face is in mine boundary，it is influenced by the lower 6 coal recove
3、ry and boundary pillar,the maintenance of mine roadway is dimcult in the excavation processThrough tlle method of numerical calculationit provides tl1e theoretical basis for strengthening the supporting of roadway 关键词：边界煤柱；应力集中；弯曲下沉 Key wor：boundary coal pillar；stress concentration；bend down 中图分类号：T
4、D353 文献标识码：A 文章编号：10064311【2013)34009202 1工程地质条件 恒源煤矿459工作面风巷标高一3288m一5120m，巷 道整体处在恒源矿及新庄矿6煤回采后形成的弯曲下沉 带内，4、6煤垂距90m左右，下部6煤开采完毕，且覆岩运 动已基本稳定：同时459风巷位于矿井边界煤柱正上方， 受两矿留设的各30m煤柱引起的应力集中影响，在掘进 过程中围岩变形严重，前掘后修，严重威胁巷道安全。 2边界煤柱影响程度计算分析 21模型建立通过离散元数值计算软件UDEC31 对6煤边界煤柱对459风巷的影响程度进行计算分析。采 用平面应变模型假设，模型应用BLOCK命令生成，应
5、用 CRACK命令划分各个岩层，应用JSET命令模拟岩体节 理。计算模型采用矩形进行计算，整个模型宽800m，包括 两侧各留设70m边界煤柱、恒源矿及新庄矿6煤采空区 各250m，边界煤柱共60m；高度为从6煤层底板50m至地 表共300m。采用MohrCoulomb本构模型，应变模式采用 大应变变形模式，模型底部限制垂直移动，模型前后和侧 面限制水平移动。 22力学参数的选取模拟计算采用的煤和岩体的力 学参数由表1给出，同时煤岩体中的结构面和节理的分布 形态和不连续面的力学强度参数的确定见表2。模型块体 的本构关系采用莫尔一库仑准则，节理面的本构模型选用 面接触的库仑滑移模型。 两个块体接触
6、，当弹性模量为E，泊松比为 ，则法向 刚度系数Kn为：Kn=(Ea)2b。式中：U， 块体的尺寸。 切向刚度系数Ks可由法向刚度系数Kn求得：Ks=Kn2 (1+ )。计算采用莫尔一库(MohrCoulomb)屈服准则判断 一 r 一 岩体的破坏：f=or119“3 l+sm一一2c、 。式中，or1、13“3 l-smtp V 1-slnq 分别是最大和最小主应力，c，p分别是粘结力和摩擦角。 23计算结果分析 231 6煤回采后上覆围岩变形及应力分布特征随着 远离6煤顶板，垂直应力峰值集中程度逐渐降低；同时6煤 顶板不同深度内垂直应力峰值形态由双峰型转变为单峰 作者简介：马力(1986一)
7、，男，安徽淮北人，本科，工程硕士在读，技 术主管，从事矿井设计及现场技术管理工作。 表1计算采用岩体力学节理参数 岩层 容重 抗拉强 粘聚力 内摩擦 体积模 剪切模 序号 岩性 gom 度MPa MP 角o 量GPa 量GPa 1 粉砂岩 26 2O 3O 25 57 29 2 泥岩 25 1O 10 24 l-2 O7 3 煤层 14 10 10 20 O63 0-39 4 中砂岩 27 50 2O 35 1567 723 5 细砂岩 27 13 30 33 1368 6-31 表2计算采用节理参数 节理号 岩性 法向刚度j GPa) 切向刚度j(GPa) 内摩擦角deg 1 粉砂岩 3O
8、3O 26 2 泥岩 15 15 2O 3 煤层 10 1O 18 4 中砂岩 4O 4O 28 5 细砂岩 30 3O 27 型。提取6煤顶板至459风巷中轴竖直方向的不同深度内 的应力值(对应于实际中恒源矿与张庄矿边界煤柱侧30m， 即459风巷位置)，并与各个点原岩应力值对比可得，在6 煤顶板10m深度应力集中系数294，30m深度应力集中系 数264，50m深度应力集中系数201，70m深度应力集中系 数178，90m深度(即459风巷位置)应力集中系数167。 23-2巷道开挖后围岩变形图2为巷道开挖后围岩位 移云图，结合表3巷道围岩变形统计，459风巷在目前的支 护情况下顶底板移近
9、量380ram左右，两帮370mm左右，同 时巷道顶底板位移云图不对称，分别向左上、右下方移动，这 表明巷道受到下部6煤回采后上覆岩层移动的大环境影向。 24小结6煤回采后，顶板岩层不同深度内垂直 应力峰值由双峰型转变为单峰型，且随顶板高度加大垂直 Value Engineering 93 浅谈改性乳化沥青同步碎石封层施工 The Construction of Modified Asphalt Emulsion S Synchronous Pavement Surface 孙志林SUN Zllilin (张掖公路分局养护维修工程处，张掖734000) (Zhangye Road Branch
10、，Maintenance Agency，Zhangye 734000，China) 摘要：预防性养护是科学养护的具体表现，对保护公路起到事半功倍的作风文中主要对改性乳化沥青同步碎石封层的特点、施 工要点进行了简单的介绍，以期为同类工程提供参考。 AbstIact：Preventive maintenance is a concrete manifestation of scientific maintenanceand plays a multiplier effect for the protection of the roadsThe paper mainly has a brief in
11、troduction for the characteristics and construction points of modified asphalt emulsions synchronous pavement surface，expects to provide a reference for similar pr0jects 关键词：改性乳化沥青；同步碎石封层；施工 Key words：modified asphalt emulsion；synchronous pavement surface；construction 中图分类号：U418 文献标识码：A 文章编号：1006431
12、1(2013)34009302 0引言 同步碎石封层技术在公路养护中应用，可预防路面病 害，延长路面的使用寿命。沥青路面经同步碎石封层处理 作者简介：孙志林(1977一)，男，甘肃张掖人，工程师，研究方向为 公路。 后，同步碎石封层提高了原路面的摩擦性能，使路面具有 良好的抗滑性能和防腐性能，能增加路面抗裂性能，治愈 路面龟网裂，减少路面反射裂缝，提高路面防渗水性能。并 使路面平整度得到一定程度的恢复，同步碎石封层技术缩 短了粘结剂喷洒于集料撒布之间的间隔，增加了集料颗粒 与粘结剂的裹覆面积，提高了作业效率减少了设备配置， 应力峰值集中程度逐渐降低，459风巷位置应力集中系数 167，是引起该
13、巷道维护困难的根本原因。6煤回采后， 项板覆岩产生了大范围的沉降，最大下沉值出现在恒源煤 矿及新庄煤矿6煤采空区正上方，4煤整体下沉了 2296mm，在459风巷位置，下沉值191Mmm；受60m边界 煤柱影向，采空区上覆岩体岩层移动角约为72o，459风巷 处于该影响区内。受6煤采空区覆岩移动影向，459风 巷顶底板位移云图表 表3巷道表面位移统计 现为不对称特征，支护 体易受剪，给巷道支护 带来一定影响。 3现场试验 顶板下 底鼓量 左帮移 右帮移 沉量 近量 近量 位移量(nlln 1686 2132 175 198 合计 3818 373 恒源煤矿459风巷断面为3800x2400mr
14、n，断面积 912m2。采用锚梁网支护，统一使用20x2OOOmm锚杆，顶 板锚杆间排距800x9OOmm，两帮锚杆间排距700x9OOmm； 项板锚索参数为 178x6OOOmm，间排距1800x1600mm。 为了监测巷道围岩的稳定状况及评价所采取的支护结构 与支护参数是否满足巷道稳定的需要，巷道施工过程中进 行了巷道表面位移观测及离层监测。 巷道围岩变形观测结果如图3所示，经过90天观测 顶底板移近量440mm，两帮变形量546mm，与数值计算结 果接近，巷道围岩变形剧烈，说明受边界煤柱影响较大。为 保证巷道施工安全，根据数值计算结果，在后续施工中及 时采取了加强支护措施，取得了良好的支护效果。 图3巷道围岩位移观测结果 4结论 通过分析恒源煤矿459风巷巷道围岩地质条件，采用 离散元数值计算软件对该巷道进行了计算分析，得到了该 巷道受下部6煤回采及边界煤柱的影向程度与范围，现场 监测结果证明得到的结论是合理的，给巷道加强支护提供 了理论依据。 参考文献： 【1】徐永圻采矿学 t京：中国矿业大学出版社，2003：577-584 【2】周腾飞蹬空条件下巷道锚杆锚索联合支护的应用J煤， 2009，18(43l：25-27 3】宋阳升，范军，黄艳利等近距煤层回采巷道支护技术实践 【J1煤炭科技，2009，02：4143
