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棋盘井煤矿沿空掘巷围岩控制技术研究

安宁  
【摘要】:近些年来迎回采面沿空掘巷的矿山开采技术在我国广泛应用,与传统沿空掘巷相比具有能源利用率高,延长矿井服务年限和具有良好的开采安全性的优点。在国内矿区有很多成功实例。迎回采面沿空掘巷要经历四个阶段:实体煤掘进阶段、迎采动阶段、沿空掘巷阶段、本工作面回采阶段。论文以棋盘井I010908回风顺槽作为研究对象,根据矿山实际地质条件。使用理论分析、FLAC~(3d)数值模拟相结合进行对比分析和现场工业性试验的围岩状况比较,对I010908回风顺槽沿空掘巷围岩稳定控制进行了研究。(1)通过分析沿空掘巷时空效应、迎回采面的四个采动阶段的围岩结构和应力状态和沿空掘巷围岩的大结构稳定性,确定I010908回风顺槽巷道围岩的基本特征,大结构关键块受力特点为弧形三角块B失稳时,失稳块体厚度为基本顶的厚度,计算出块B的触矸情况。(2)I010908回风顺槽迎回采面沿空掘巷在留设不同宽度窄煤柱的条件下,使用数值模拟技术对窄煤柱宽度与水平、垂直应力场分布、位移场及巷道围岩位移峰值的关系进行模拟,然后与极限平衡理论计算的窄煤柱宽度相结合。确定窄煤柱的合理宽度为5m。(3)结合地质条件和巷道围岩应力条件,依据支护设计原则,对沿空掘巷支护参数进行理论计算,并运用数值模拟验证,确定了巷道顶锚杆长度为2400mm、帮锚杆长度为2400mm、间距800mm×800mm、锚杆预紧力为20KN。应用该参数对巷道支护方案进行了设计。(4)在现场锚杆拉力计对帮锚杆的锚固力实施抽查检测,使用MYC-18型测力计观测锚索受力情况,用BY-3型顶板离层指示仪观察顶板位移量,预紧力、受力情况及位移量均在合理范围内,进一步确定支护方案合理有效,确保开采安全稳定,提升矿山综合效益。


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