西沟煤业3524工作面过空巷区围岩控制技术研究与应用

尹俊丁

(山西阳城阳泰集团 西沟煤业有限公司，山西 阳城 048106)

1 工程概况

山西阳城阳泰集团西沟煤业有限公司3524工作面位于五采区南翼东部，近似沿煤层走向布置，工作面南至轨道大巷保护煤柱，东侧为孙沟村保护煤柱，北接五采区巷道，西侧为规划的3526工作面，工作面开采3号煤层，面内残留煤层厚度1.79～4.36 m，平均煤厚3.3 m，平均含有1层夹矸，煤层赋存稳定，煤层顶板岩层为泥岩和粉砂岩，底板岩层为砂质泥岩。工作面走向长度140 m，倾向长度589 m，工作面采用“一采一放”放煤工艺，机采高度为2.5 m，放煤高度为0～1.86 m，采放比为1∶0～0.74。

3524工作面为复采工作面，面内存在大量小窑巷柱式开采的旧巷和空区，现以工作面内靠近运输巷处的一条空巷为研究背景，该空巷断面为矩形，宽×高=4.5 m×5 m，巷道沿煤层底板掘进，空巷从工作面切眼处开始平行于运输巷，空巷在70 m范围内与运输巷间的煤柱宽度不大于2 m，距端头30 m范围内有木垛支护，拟对空巷采用充填技术，确保工作面安全回采，具体空巷与工作面关系如图1所示。

2 空巷围岩变形模拟分析

3524工作面与空巷贯通前，工作面的空顶距会增大，且煤柱的承载能力也会大幅降低，进而造成工作面运输巷顶板出现大面积的悬空现象，这会对工作面的安全回采和运输巷围岩的稳定造成严重的安全威胁[1-3]。为保障工作面的安全回采，有必要对空巷围岩的变形规律进行分析。现采用FLAC3D数值模拟软件，结合巷道特征建立长×宽×高=200 m×100 m×50 m的数值模型，根据空巷特征在模型中相应设置空巷，模型底部限制其竖直位移，模型两侧限制其水平位移，模型顶部施加等效自重荷载，模型中各岩层的力学参数根据地质条件进行赋值。……