..第28卷第3期北京科技大学学报Vol28No320063ournaonoeenaneenoen.年月JlfUiversityfSicedThlogyB幼igMar2006二次动压巷道支护设计与参数优化吴),项川‘)高谦‘)文,J福军2)l)北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京1000832)阳泉煤业集团公司,阳泉。4500摘要采用正交数值试验和灰色理论中的关联度分析,进行阳泉矿区二次采场巷道的分析与支.,,护参数优化决策选择13因素3水平的正交试验方案进行27次试验分析了不同应力状态和支.护参数的巷道稳定性与变形特征在计算中采用巷道稳定性和变形收敛率等多种评价指标,进行.了局部优化;考虑支护成本和施工难易等因素,采用灰色理论,进行最佳方案的关联度分析该研.究已应用于阳泉矿区二次采场巷道支护设计,并取得较满意的支护效果关键词煤矿巷道;巷道支护;预应力锚索;优化设计分类号TD325、.预应力锚索支护技术在阳泉矿区的应用,解一个工作面的进风运输巷道作为本工作面的.决了采场巷道支护的关键间题,产生巨大的经济瓦斯尾巷,巷道首先受采场的一次采动影响在.,效益随着矿区采煤机械化程度的不断提高,巷结束一次采动以后整个尾巷都受到采场应力集.道断面加大;矿区开采深度随之增加,采场巷道地中的影响由于尾巷作为下一个采场开采的进风.压显现也日趋加剧另外,阳泉矿区煤层含有大巷,所以下一采场向前推进时,在尾巷(相对于该.,,量的c执气体不得不在开采布置时增加了承采场的进风巷)上产生二次采动应力,受二次动压作用的C氏尾巷以便作为抽排易燃_,.3/6s易爆气体的必备巷道确保采矿生产的安全该尾巷不仅受到一侧回采工作面的采动影响,而且.还承受另一侧工作面回采的作用承受二次动压;;;,,,.1一采区皮带巷2一采区轨道巷3一采区回风巷46一瓦斯的巷道变形破坏十分严重垮冒现象屡见不鲜尾巷;5,8一工作面回风巷;7一工作面切巷;9一工作面进风巷本文针对阳泉煤矿二次动压巷道存在的支护问图1回采工作面巷道布置示意图,.题进行了锚固支护设计与参数优化研究g.1SkteintenaFiet比ofhlan姗ayhmiingare1矿区工程条件与二次动压2锚固参数优化正交数值试验,阳泉3#煤层处于层状岩体中埋藏深度30.21,..,正交数值试验设计一600m平均380m;煤层厚度23一2sm平均,.’,。为进行二次动压采场巷道的支护参数优化215m;层2一105;层固系煤倾角平均煤坚数.立采力与锚固护的系在此.,需要建动应支参数关2一3层顶色砂f为煤老为灰白中粒岩厚度.用了正正因.,.,采交数值试验方法交试验是进行多345m;1rL直接顶为黑灰色砂质页岩厚度65,素分析的研究方法它是根据正交性从全面试验,;含植物化石局部被冲蚀伪顶为灰黑色高岭石泥,出些.中挑选部分有代表的点进行试验这代表点,..,.12一.岩厚度0036m平均厚028m“,”匀散比川二.具有均分齐整可的特点针对次1煤层回采工作面的巷道布置如图所示3#,,动压巷道的实际情况综合考虑了各个因素选取、煤层开采涉及进风巷回风巷和瓦斯尾巷等采场了如表1所示的13因素3水平的正交试验.,巷道如图所示承受二次动压瓦斯尾巷将服务2一”.,表〔〕假设各因素间无交互作用对所确定的,于两个工作面即作为本工作面的瓦斯尾巷和下”,13个因素选择L27(13)正交分析表安排试验即,收稿日期:2005一06一15修回日期:2005一09一14对于二次动压尾巷的锚固设计3水平13因素的,,,.作者简介:吴顺川(1969一)男副教授博士正交试验最少试验次数为27次·.216北京科技大学学报2006年第3期表1阳泉矿区锚索支护二次动压巷道正交数值试验因素与水平Table1Numedcalexa而。时ionfaetorsa而levelsofreinforcementbycableinYangquanmininga卿设计水平类别序号因素代号煤柱宽度巷道煤柱宽度/m二次应力影响范围/m202428二次应力,...等效二次峰值系数a121314锚杆长度/m...锚杆间距/m06/7根105/4根14/3根顶板锚索长度/m...锚索间距/m14/3根21/2根42/1根锚索排距/m9锚杆长度/m...10锚杆间距/m05/6根083/4根125/3根两帮11一帮锚索长度/m...12一帮锚索间距/。083/3