倾斜煤层下山巷道作业线设备选型及安全防滑综合控制技术研究下载

weixin_39821526 2020-10-02 07:01:00

为解决倾斜巷道综掘机械化作业线的设备选型及设备安全防滑技术,针对陈四楼煤矿采区胶带巷掘进自身的设计特点及工作面地质条件,综合以往大坡度下山综掘施工经验,充分考虑工作面设备选型的同时,还要对不同的设备、工序制定相应的安全防滑技术措施。在陈四楼煤矿九采区胶带下山(煤巷段)大倾角煤层成功实现了倾斜煤巷机械化作业线的应用,在提高巷道掘进效率的同时,也为相同地质条件下煤岩巷快速掘进提供依据。
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为解决倾斜巷道综掘机械化作业线的设备选型及设备安全防滑技术,针对陈四楼煤矿采区胶带巷掘进自身的设计特点及工作面地质条件,综合以往大坡度下山综掘施工经验,充分考虑工作面设备选型的同时,还要对不同的设备、工序制定相应的安全防滑技术措施。在陈四楼煤矿九采区胶带下山(煤巷段)大倾角煤层成功实现了倾斜煤巷机械化作业线的应用,在提高巷道掘进效率的同时,也为相同地质条件下煤岩巷快速掘进提供依据。

急倾斜煤层巷道的支护一直是困扰煤矿安全生产的问题之一。在急倾斜煤层巷道中,尤其是对于软底巷道的处理尤为困难。为找出适用于急倾斜煤层巷道软底的支护方法,以煤矿急倾斜煤层软底巷道为研究对象,借助于实验室相似材料模拟实验,结合急倾斜煤层巷道变形规律的理论分析,就急倾斜煤层巷道软岩底板围岩的岩层位移等进行了全面的分析。得出急倾斜煤层巷道软底围岩破坏变形的基本规律,为我国开采急倾斜煤层软底巷道提供一定的科学依据。

为了解决急倾斜松软煤层巷道的支护难题,采用数值计算方法研究了急倾斜煤层巷道围岩应力和位移分布特征。研究表明:急倾斜煤层巷道开挖以后,巷道顶部形成的自然平衡拱逐渐沿煤层倾斜面向上扩展,与巷道顶部垂直应力的分布形态相似,巷道顶部煤体及煤帮是支护的关键部位。基于以上研究,提出以锚、带、网、索主动支护为基础,配合高强度拱形梁的综合控制技术,旨在充分调动围岩的自承能力,使支护体系与围岩形成承载整体。现场应用表明,提出的支护方案可有效控制巷道稳定,巷道两帮变形量不足40 mm,为类似条件急倾斜煤层巷道支护提供了一定的借鉴。

以清水营煤矿110202工作面辅助运输巷为研究对象,分析得出倾斜煤层软岩巷道底鼓的主要影响因素。根据巷道外接圆理论和朗肯土压力理论,建立倾斜煤层巷道底鼓力学模型,推导出倾斜巷道底板围岩压力公式,得出倾斜巷道底鼓力学机制:巷道顶板和两帮松动岩体的垂直应力向下传递,在底板岩层中形成水平挤压应力,当底板被动塑性区内的底板围岩压力大于围岩强度时,底板破坏并向巷道临空区移动,形成底鼓。提出倾斜煤层巷道底鼓控制的"顶板—两帮—底板"系统结构支护方式,并运用到清水营煤矿110202工作面辅助运输巷,数值模拟结果显示:该方法能够有效地控制倾斜煤层巷道底鼓的发生。

急倾斜煤层回采巷道围岩变形与破坏有其独特性,存在非对称变形与巷道围岩受载不均匀性。运用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,研究急倾斜回采巷道围岩稳定问题,认为急倾斜回采巷道围岩控制的基本技术和控制过程为:采用高强度锚杆组合支护系统,使围岩处于受压状态,抑制围岩弯曲变形、拉伸与剪切破坏的出现,提高锚固区围岩的整体强度和稳定性,加强巷道两帮、底角支护,避免局部应力集中。工程实例表明,该技术对围岩控制效果良好。

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