浅埋近距离煤层群回采巷道变形机理及其控制技术研究

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开展浅埋近距离煤层群采区顺槽巷道的变形破坏规律及控制技术研究具有重要意义。本文以冯家塔煤矿1403采煤工作面布置及巷道支护工程为依托进行研究,主要的工作及结论有:(1)对近距离煤层群回采巷道变形的主要影响因素和机理进行了分析,表明下层巷道在多种围岩压力与支护体的共同作用下,受围岩性质、地质条件、地应力、工程条件等多个因素影响。受上部采区留设煤柱影响,巷道顶板结构和应力环境产生复杂变化,巷道变形较大,支护困难。为保证回采巷道的稳定性,应从采区布置与巷道支护两方面进行考虑。(2)运用极限平衡法分析了上层煤煤柱的影响,对采区布置方案进行设计,并采用大型有限差分软件对2号煤、4号煤的回采过程进行仿真模拟,系统的分析巷道围岩压力,优化确定2号煤煤柱留设及1403采煤工作面顺槽布置方案。(3)通过围岩松动圈测试,研究了近距离煤层下煤层巷道受上部煤层开采影响的变形破坏的规律。结果表明受采动影响后,巷道帮部、顶板松动圈范围明显扩大;受上部留设煤柱的影响,靠煤柱侧巷道帮部松动圈较大。针对该采区复杂的地质因素,通过裂隙带高度计算方法,完成了支护方案设计。(4)运用有限差分方法对1403采煤工作面顺槽形成前后及使用过程中的围岩应力状态及顺槽变形规律进行了分析,得到1403采煤工作面顺槽应力状态分布规律及位移变化情况。研究表明本文提出的顺槽布置方式合理,1403采煤工作面顺槽支护设计方案可行,满足煤矿安全生产的要求。
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