老虎台矿冲击地压下特厚煤层煤巷锚杆支护研究

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老虎台矿是我国大型煤矿,深部开采、特厚煤层、构造应力复杂,使该矿冲击地压问题十分严重,在国内外均属罕见。本文针对老虎台煤矿冲击地压的特点,采用数值模拟、工业试验的手段,研究了老虎台煤矿冲击地压发生机理及其破坏模式,并对冲击地压发生进行了理论分析。应用岩石破裂过程分析系统(RFPA),对不同断面形状巷道围岩破坏机制,以及对采取不同支护形式的巷道围岩的破坏机制进行了数值模拟研究。通过对巷道破坏机制以及冲击地压发生机理的掌握,进行老虎台矿冲击地压下特厚煤层煤巷锚杆支护参数进行设计研究,结合其具体的地质情况,经优化设计,选取了科学合理的锚杆支护形式、参数。并在68001#工作面进行了工业试验,并对支护以后的巷道进行了围岩变形观测。从变形观测结果来看,此锚杆支护方案减轻了冲击地压对煤矿生产的影响,为煤矿的安全生产提供了保障。 本文主要开展了如下几个方面的工作: 1.在已有工作基础上,对岩石破裂过程分析(RFPA)系统进行了系统功能完善,并介绍了岩石破裂过程分析系统的应用情况。 2.为揭示老虎台煤矿冲击地压的发生机理,应用岩石破裂过程分析系统,对老虎台煤矿冲击地压的发生机理进行了数值模拟研究,研究了冲击地压的发生原因及冲击地压模式,并做出了相应的理论分析; 3.针对老虎台煤矿冲击地压发生的特点,应用岩石破裂过程分析(RFPA)系统模拟老虎台巷道开挖过程中锚杆或锚索支护状况下洞室围岩的受力及变形情况,重点分析没有支护、U型棚架支护和采用锚杆支护后的加固效果,为选择适合老虎台煤矿支护形式提供了可靠的依据; 4.针对老虎台煤矿冲击地压频频发生以及特厚煤层的特点,对巷道断面形状选取;在此基础上,结合现有的锚杆支护理论,采用工程类比和理论分析的方法,对老虎台煤矿煤巷锚杆支护进行参数选取,选择适合的支护方式,并对所选取的锚杆支护参数进行校核,以确保巷道围岩的稳定。 5.针对老虎台矿特厚煤层下冲击地压对巷道破坏的危害,结合老虎台矿68001#工作面南顺槽地质条件,进行锚杆支护现场试验,并对锚杆支护后的地段进行围岩变形观测。
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