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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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。

以俄霍布拉克煤矿18m残留煤柱内巷道布置为研究背景,综合运用现场实测、理论分析和数值模拟等方法,研究了采空区残留煤柱的应力环境和变形状态,分析了不同宽度窄煤柱条件下煤柱垂直应力分布、变形机理及塑性分布状态,综合确定了采空区残留煤柱内巷道布置的窄煤柱宽度为4. 0m。在此基础上,提出了残留煤柱内巷道围岩控制原则和技术,并进行了工业性试验,试验巷道实际维护效果良好。

针对分层开采中分层煤柱巷道大变形与控制难题，以老公营子煤矿I05(8)2轨道平巷为工程背景，分析巷道围岩大变形破坏特征及失稳机理。研究表明，中分层回采后采空区空间增大，上覆岩层关键块体再次回转下沉是造成煤柱巷道大变形的主要原因；分层开采中区段煤柱受多次采动影响，煤柱整体已发生塑性破坏，其稳定性和承载能力不断降低，无法为锚固体提供稳定的锚固基础是造成巷道大变形的内在因素。基于巷道失稳机理，提出“强化煤柱、增强锚固”的控制思路，具体控制机制为表面喷浆固结破碎煤体提高巷帮完整性，煤柱内部注浆填充粘结裂隙为锚固体提供稳定的锚固点，煤柱帮增加锚杆支护提高浅部围岩整体性，增大锚索预紧力提高煤柱的自承能力。现场实践表明，巷道围岩变形量满足安全生产要求，联合支护方案能够有效的控制巷道围岩大变形。

为了解决穿断层巷道支护技术难题,以穿南屯矿DWF10断层破碎带的西北轨道运输上平巷掘进为工程背景,综合采用数值计算和现场工业性试验的方法研究断层破碎带巷道围岩控制技术与方案。通过分析穿断层巷道围岩变形破坏机理,提出了分步联合支护技术方案,即采用"高预应力锚网支护+U型钢支架支护+喷浆支护"的初次支护和"预应力锚索支护+滞后注浆补强加固"的二次支护,巷道支护效果分析表明围岩变形已基本得到控制,为减少采区巷道断层保护煤柱宽度、提高薄煤层采出率提供了技术保障。

针对大采高小煤柱回采巷道围岩变形量大且不均匀等特点,在对已有比较成熟锚杆支护理论进行对比分析的基础上,进一步从理论角度对大采高小煤柱回采巷道锚杆对围岩的作用力进行了分析,并总结了此类回采巷道的围岩控制机理。大采高小煤柱回采巷道保持围岩稳定的关键是提高帮部煤岩体的承载能力。

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