小纪汗煤矿坚硬顶板工作面两次动压巷道围岩控制技术研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chy006
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沿空巷道既要受上区段回采工作面采动影响,又要为本区段回采工作面服务,将经受两次回采工作的重复采动影响。巷道变形强烈,难以维护,现有研究成果无法有效地指导工程实践问题,以至大多数的工程问题依然凭经验来解决。本文以小纪汗煤矿11217工作面回风巷为工程背景,深入研究了超前支承压力和侧向支承压力的变化曲线、采空区顶板侧向的断裂位置、受回采影响超前段巷道围岩变形规律、超前段支柱工作状态,在总结小纪汗煤矿顶板运动和叠加应力规律的基础上,研究了综采面采空区侧向顶煤及顶板的运动规律,对巷道支护和超前支护进行分析设计,解决巷道支护问题。取得的主要成果如下:(1)分析了沿空巷道动压显现特征及异常规律。沿空巷道动压显现时,煤柱帮瞬间鼓出,回采帮煤体冲出,回采侧顶角出现破碎网兜、顶板剧烈下沉,单体支护大面积倒斜,液压支架工作阻力具有“升高-突然降低-升高”的变化趋势。(2)分析了两次采动过程中沿空巷道顶板结构的演化过程。一次采动后基本顶侧向断裂形成三铰拱结构,二次采动时受工作面超前支承压力影响,基本顶在工作面前方已预先断裂,基本顶破断结构由原来的固结铰接梁变成可旋转的铰接梁;因此二次破断后煤柱承担的顶板压力变大,作用在顶板结构上的煤柱侧向水平推力增大,使得煤柱上的整体变形加剧和巷道内位移变增大。(3)研究了沿空巷道在两次采动过程中的变形失稳机理。一次采动影响劣化了围岩稳定性、削弱了经受二次采动影响的基础;二次采动时巷道围岩应力及位移分布受本工作面走向基本顶破断结构控制,围岩变形破坏更为剧烈。(4)根据两次采动影响沿空巷道围岩稳定性控制原理,提出了以易离层破碎顶板柔性整体护顶技术和厚层基本顶动压巷道顶板卸压应力优化技术为内涵的动压巷道围岩控制关键技术。在小纪汗煤矿11217工作面回风巷展开了工业性试验。观测结果表明:巷道变形得到了有效控制,帮顶变形量大幅减小,顶板未出现明显离层,巷道变形及维护完全满足巷道的使用要求,工业性试验取得了成功。该论文有图63幅,表12个,参考文献62篇。
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