【摘 要】
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针对近距离煤层群重复采动下巷道围岩稳定控制的技术难题,本文以贵州省金沙县盛安煤矿为背景,采用现场实测、理论分析、数值模拟、相似模拟及现场工程实践相结合的方法对近距离煤层群重复采动下的巷道围岩失稳规律进行研究,最终提出支护方案对巷道进行支护。论文取得主要结论如下:通过现场取样以及数据观测,结合室内试验及钻孔窥视确定了10905回风巷巷道顶板整体不算破碎,但整体承载能力较弱,巷道顶板及煤柱帮存在明显分
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针对近距离煤层群重复采动下巷道围岩稳定控制的技术难题,本文以贵州省金沙县盛安煤矿为背景,采用现场实测、理论分析、数值模拟、相似模拟及现场工程实践相结合的方法对近距离煤层群重复采动下的巷道围岩失稳规律进行研究,最终提出支护方案对巷道进行支护。论文取得主要结论如下:通过现场取样以及数据观测,结合室内试验及钻孔窥视确定了10905回风巷巷道顶板整体不算破碎,但整体承载能力较弱,巷道顶板及煤柱帮存在明显分区破碎情况,巷道围岩呈现出围岩裂隙非对称性演化特征,巷道左右两帮变形不对称。通过弹塑性理论和滑移线场理论分析了上部煤层开采造成的底板破坏深度,得到了6号煤层开采后造成的底板破坏深度为4.56m。通过数值模拟得出,近距离煤层无遗留煤柱采空区下巷道围岩变形机制与有遗留煤柱情况有所差别,9号煤层工作面及巷道无遗留煤柱导致的应力集中作用,使得采空区下的9号煤层处于一个低应力的环境下,加之9号煤层工作面采高较小,相邻工作面回采过后对上覆随动岩层影响相对厚煤层影响较小。在相邻工作面及本巷道采动过后预留巷道及煤柱顶板整体垂直应力变化不大,巷道围岩变形量随着采动次数的增加而增加,尤其巷道煤柱帮水平位移变化量较大,实际损坏程度最大。由相似模拟试验得出,下位煤层开挖时矿压显现规律与覆岩移动情况有所不同,受到上位煤层采空区边界煤柱的影响,在下位煤层再次开采扰动下,下位煤层覆岩小范围内更易失稳破碎,来压步距较小,来压频繁。工作面再次开采后,巷道在重复采动的影响下上方顶板就有明显裂隙,煤柱帮破坏严重,围岩整体稳定性较差,破坏情况较在采空区侧时更为严重。通过以上研究提出了巷道非对称锚网索+工字钢支护方案,通过数值模拟及现场工程实践验证了支护方案的可行性,顶板位移量最大,最大位移量为326mm,煤柱帮最大位移量为225mm,实体煤帮最大位移量为201mm,巷道两侧变形呈非对称分布,但整体围岩形变量在可控制范围内,未发生变形和失稳现象,巷道围岩得到了有效控制。
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