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大洪沟矿急斜特厚煤层回采巷道矿压规律研究

张卫礼  
【摘要】:急斜特厚煤层的开采无论是开采方法还是矿压问题都是国内外采矿界关注的课题。本论文对新疆大洪沟煤矿急斜特厚煤层水平分层放顶煤开采过程中回采巷道围岩矿压显现、围岩变形严重的实际情况进行了系统的阐述,并对矿压显现的原因进行理论分析,总结了矿压显现的规律。 通过现场取样对巷道围岩、煤体力学参数进行了大量的测试与研究,总结了急斜特厚煤层回采巷道变形破坏特征和规律。通过理论分析巷道围岩变形特征与破坏机理,研究锚固结构与围岩的相互作用,顶板移近量与巷道围岩关系,支护-围岩相互作用及其基本控制途径。初步分析了原岩应力的分布特征,在此基础上研究了急斜煤层水平分段开采上分层采动引起的特殊的支承压力现象,并进行了理论分析。现场采用锚杆测力计、钻屑法、钻孔窥视等对围岩损伤与变形的多元信息监测,结合表面变形与深部离层规律综合监测与锚杆(索)力学性态实验及测试,深入系统地分析大洪沟煤矿急斜特厚煤层回采巷道围岩变形与演化失稳特征和规律。最后分析了巷道围岩变形的力学机制总结了其失稳破坏的原因,并提出了控制巷道围岩破坏的有效方法,确保了回采巷道的稳定与生产安全,对急斜煤层开采条件下煤矿安全开采具有重要实际意义。 深入分析表明造成煤岩动力学失稳与破坏的原因主要包括开采深度影响、煤岩物理力学性质和多分层同采同掘。采掘工作面相向推进,掘进面由下方进入采煤工作面超前压力集中区,产生应力叠加,造成应力重新分配,应力平衡失衡,集中应力突然释放,造成动压剧烈显现,加之煤层倾角大,煤岩脆性大,顶煤断裂,产生非对称扭转型动压,加剧了煤岩动力学失稳。


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