淮北矿区煤巷围岩稳定性分类与支护对策研究

【摘要】： 淮北矿区下辖煤田和生产矿井较多,掘进工程量巨大,煤层赋存条件复杂,地质类别多,使得支护难度差异剧增,严重阻碍矿区煤巷支护技术的发展。 论文以淮北矿区典型煤层巷道围岩稳定控制为工程背景,采用实验室岩块实验、理论分析、平面应变相似材料模拟实验、数值模拟计算分析和工业性试验相结合的方法,对淮北矿区煤巷围岩稳定性分类与控制对策进行了研究。 本文利用实验室岩块实验和理论分析,系统研究了淮北矿区典型煤层巷道的顶板结构,着重研究了软弱夹层的物理特性与化学特性。通过平面应变相似材料模型研究了动压作用下软弱夹层顶板巷道稳定性规律,利用数值模拟研究了水作用下泥化泥岩巷道破坏失稳机理,针对不同顶板状况进行了巷道围岩稳定性分类,将煤矿巷道顶板总结为三类,即完整性顶板、软弱夹层顶板、极破碎顶板。在此基础上,针对性地提出了新型煤巷的强化控制原理和支护对策,主要包括无水条件下高性能锚杆支护技术和水及动压作用下的组合控制技术。研究成果在淮北矿区桃园矿7244机巷进行了工业性实践,取得了良好效果。