近断层煤柱巷道围岩变形机理及控制研究下载

weixin_39821051 2020-10-02 04:00:40

以红岭煤矿近断层煤柱巷道为研究背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验等手段,分析了采动影响下断层破碎带围岩应力分布规律,揭示了近断层煤柱巷道围岩应力分布演化规律及变形机理,开发了相应的巷道围岩控制技术。
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通过分析工作面回采巷道在断层构造应力作用下围岩破坏变形机理,提出了"高强高预紧力锚杆支护及顶板斜拉锚索梁"主动支护技术,增强厚顶煤锚固体的抗剪能力、提高两帮的承载能力,保证巷道围岩的稳定性。

以祁东煤矿断层构造地带6163机巷为例,通过在巷道现场布置钻孔窥视测站进行摄影实测,研究巷道的破坏特征、顶板围岩裂隙演化规律。研究结果表明,断层构造带影响下巷道围岩局部出现水平应力集中,顶板破碎并出现明显下沉、两帮移近量大,因此断层构造地带巷道需进行及时加强支护。

由于受相邻15206工作面侧向支承压力和构造应力双重影响,15202工作面运输巷掘巷后巷道破坏变形严重,通过理论分析研究了断层影响破碎区巷道破坏机理,通过数值模拟分析了工作面侧向支承压力,同时结合现场采取了具有针对性的补强支护措施。结果表明:相邻15206工作面侧向支承压力峰值达到8. 2MPa,应力集中系数达到1. 52,应力峰值位置距离采空区边缘8m,其中6～18m范围内为应力增高区,受15206工作面采动影响,区段煤柱受到较大的支承压力作用,再加上断层造成煤柱内煤体破碎,强度降低,致使煤柱和煤柱一侧底板发生严重变形破坏。在实施补强支护方案后,15202工作面运输巷可以保持长期稳定的为工作面服务。

基于某煤矿断层附近软岩巷道围岩变形破坏严重的问题，采用试验测试、理论分析和数值模拟相结合的方法，分析了原回采巷道支护方案及其效果，研究了该煤矿断层附近巷道围岩破碎区范围、构造应力规律及泥岩风化和水理共同作用的崩解软化特征，研究了断层附近软岩巷道围岩变形控制对策，提出了“锚带网喷+中空注浆锚索”联合支护技术方案。根据现场2408工作面回风巷的实际条件，通过钻孔录像对新开掘巷道围岩内部进行观察得出：巷道围岩1～3 m较为破碎，4～5 m破碎程度较小，但是也存在一定得裂隙，矿井断层带附近软岩巷道围岩控制应充分考虑对破碎区围岩的加固；通过地应力测量结果可知：该煤矿井下断层构造应力以水平应力为主，即矿井巷道围岩控制应充分考虑水平应力的影响；数值模拟分析结果显示巷道采用原有支护方案时，巷道左帮、右帮、顶板、底板最大变形量分别为-109、-160、-133、-112 mm，巷道采用优化支护方案时，巷道左帮、右帮、顶板、底板最大巷道变形量为-66、-65、-49、-86 mm，即巷道采用优化支护技术方案后，围岩变形量明显降低，进而确定了回采巷道优化联合支护的技术参数。2408回风巷掘进40 d后，巷道

构造应力区软岩巷道围岩变形与控制.pdf

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