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张村矿大断面机头硐室围岩控制技术研究

杨洪彩  
【摘要】:近年来,我国煤矿井下布置大断面巷道的数量越来越多,其支护问题也日益显现出来,特别是在高应力区及深部软岩布置大断面巷道,巷道将处于更高应力环境之中,容易发生巷道的压垮破坏现象。本文在研究了压垮破坏型大断面巷道变形及受力特征的基础上,对压垮破坏型巷道特征进行了界定,总结了造成深部大断面巷道围岩不稳定的主要因素。运用FLAC3D数值模拟软件,以张村煤矿受构造应力影响强烈并造成严重破坏的二煤运输机上山二部机头硐室大断面巷道作为研究对象,分析了原支护方案巷道破坏情况及失效原因,模拟在不同支护参数下巷道围岩的位移大小和应力分布,初步确定锚杆(索)支护参数。文章以“支架-围岩”共同作用原理为依据进行巷道围岩控制,对锚杆(索)支护参数及其它辅助支护进行了详细设计和计算,以进一步纠正数值模拟方案中出现的参数偏差。同时,根据巷道所受水平应力大及煤帮较顶底板岩层强度低、底臌量大的实际,设计了马蹄形U36型钢可伸缩金属支架对巷道进行支护,并对金属支架及底反拱的承载能力进行了相应计算。现场监测表明,所设计的优化方案支护效果好,围岩变形已得到了有效控制,实现了该巷道大断面一次复修成巷、一次支护成功的预期目标。


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