【摘 要】
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为研究特厚煤层沿空掘巷支护参数,本文以塔山矿8204-2工作面5204-2巷煤柱变化区段为工程背景,通过理论计算、数值模拟、现场测试及效果检验等方法相结合,在对巷道围岩破坏机理进行深入研究的基础上,推导出相邻采空区侧向支承应力的分布曲线以及塑性区域的宽度,分析不同煤柱宽度条件下侧向支承压力对巷道支护产生的影响;通过计算工作面走向支承应力的曲线分布情况,对回采期间巷道支护受工作面采动影响的范围及峰值
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为研究特厚煤层沿空掘巷支护参数,本文以塔山矿8204-2工作面5204-2巷煤柱变化区段为工程背景,通过理论计算、数值模拟、现场测试及效果检验等方法相结合,在对巷道围岩破坏机理进行深入研究的基础上,推导出相邻采空区侧向支承应力的分布曲线以及塑性区域的宽度,分析不同煤柱宽度条件下侧向支承压力对巷道支护产生的影响;通过计算工作面走向支承应力的曲线分布情况,对回采期间巷道支护受工作面采动影响的范围及峰值区域进行定量分析,从而确定对巷道支护有效性监测的最佳时间段;以理论研究结果及测量的巷道地质力学参数为依据,应用数值模拟的方法计算出巷道最合理的支护形式及强度,结合矿井常用支护方案及要求,最终设计出符合5204-2巷实际条件的巷道支护形式;采取巷道表面位移、围岩深部位移及支护受力监测、顶板离层观测等多种形式的矿压观测方法,对巷道掘进及回采期间,巷道围岩的变形及支护破坏的情况进行观测并深入分析,以验证巷道支护设计的科学及合理性。根据理论分析与实验结果,本文主要得出以下结论:（1）特厚煤层沿空掘巷沿空掘巷期间巷道围岩应力场的分布,是影响巷道掘进期间支护效果的主要因素,针对不同围岩特性条件下巷道的失稳规律,控制其变形是巷道支护设计的主要目的。（2）不同煤柱宽度条件下,沿空掘巷支护受力情况受应力场的影响较大,巷道煤柱宽度的设计应尽量满足应力分布规律,在应力减弱区内可更有效的保护巷道支护的有效性。（3）双向应力叠加情况下,巷道矿压显现程度远大于单向应力的影响,巷道表面位移比掘进过程中明显增大,所以回采期间,当巷道进入超前支撑应力范围之内时,锚索补强支护是非常必要的。（4）相同支护形式及强度条件下,在侧向应力减弱区内巷道实煤体侧变形量大于煤柱侧变形量,且两帮变形量大于顶板变形量;其余条件下,巷道变形情况相反。可根据实际煤柱宽度条件,对变形量较大区域支护强度进行适当加强。（5）设计支护形式及强度对煤柱宽度为6m～30m范围的特厚煤层沿空掘巷内都具有较强的适应性;而在煤柱宽度为30m～50m时,当前支护形式及强度,尤其是巷道顶板支护,在超前支撑应力叠加条件下,巷道支护失效、围岩破坏严重,不采取其它减压措施的情况下,无法满足巷道安全生产的支护要求。研究结果对塔山矿后期各种煤柱宽度条件下特厚煤层工作面的巷道设计具有参考意义。
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