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棋盘井煤矿I010908工作面沿空掘巷围岩控制研究

栾梦涛  
【摘要】:针对棋盘井煤矿9#煤层所处地质条件,通过沿空掘巷力学理论计算、数值模拟不同煤柱宽度内应力、巷道围岩破坏特征研究的基础上,进一步分析I010908工作面顶板煤岩层结构破断过程、巷道掘进及工作面回采期间应力分布、变形破坏特征以及塑性区演化规律,研究得到I010908工作面沿空掘巷合理煤柱宽度及围岩控制方案。主要研究结果如下:(1)分析工作面上覆岩层结构特征,用理论计算初步确定保护煤柱宽度为4.07m。数值模拟进一步分析了工作面回风顺槽两侧水平及垂直支承应力降低和增高区域范围、顺槽围岩水平及垂直位移场变化规律,综合确定合理的煤柱宽度为6m。(2)研究了工作面沿空掘巷掘进阶段,留设6m煤柱时围岩垂直应力分布、峰值应力变化规律和煤柱塑性区演化规律。进一步分析回采阶段随着工作面推进前方变形峰值和两侧应力峰值分布范围,及其对实体煤帮变形的影响。随着超前距离的增加,塑性区范围有一定减小,围岩变形量也有所降低,验证了6m煤柱的合理性。(3)分析锚杆锚索支护作用机理,在模拟分析不同锚杆支护参数下I010908工作面回风顺槽围岩预应力扩散规律的基础上,确定了I010908工作面回风巷支护参数,现场应用效果表明围岩变形量得到了有效控制。


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