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本文在吸收国内外已有研究成果的基础上,针对钱家营矿近距离煤层群开采和小煤柱巷道锚杆支护变形的特点,紧密结合工程实际,采用理论分析、数值模拟和现场实验等多种技术手段,对受多次动压影响的小煤柱巷道锚杆支护技术进行了研究。
通过对邻近工作面开采动压对小煤柱的影响、工作面开采过程中的动压对小煤柱的影响以及上覆煤层工作面开采动压对小煤柱的影响的理论分析,认清了邻近工作面开采、本工作面开采和上覆煤层开采对5m小煤柱的变形影响规律。在此基础上,采用悬吊理论和组合梁理论,对小煤柱锚杆支护巷道的支护形式和支护参数进行了设计,提出了小煤柱锚杆支护巷道的优化设计方案。
采用有限元数值模拟方法,利用FLAC软件对近距离煤层群锚杆支护进行了数值模拟,得出了巷道围岩应力和位移分布规律。对小煤柱宽度和锚杆支护参数进行了优化。
在理论分析和数值模拟的基础上,选取典型巷道对小煤柱锚杆支护巷道进行了现场观测,通过采用围岩变形、松动圈监测、顶板离层和锚杆受力等多种监测手段,获得了小煤柱锚杆支护巷道变形、围岩破坏范围和锚杆受力分布状态,分析监测结果表明,实验巷道段锚杆支护参数设计合理,布置得当,支护效果良好。