深部綜放沿空掘巷圍巖變形破壞特征及控制技術(shù).pdf

1、隨著淺部煤炭資源的逐年減少，深部開采已成為煤炭行業(yè)當(dāng)前和未來的必然趨勢(shì)。同時(shí)為了降低煤炭損失，提高煤炭回收率，國內(nèi)煤礦普遍采用沿空掘巷技術(shù)。但在深部高應(yīng)力條件下，沿空掘巷圍巖破壞嚴(yán)重，回采期間維護(hù)較為困難，嚴(yán)重影響工作面的正常開采。為此，本文采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法，以東灘煤礦1306綜放沿空掘巷東段工程條件為背景，研究了深部綜放沿空掘巷的圍巖變形破壞特征及控制技術(shù)，主要結(jié)論如下:
　　(1)通過建立沿空掘巷兩

2、幫力學(xué)模型，推導(dǎo)出沿空巷道兩幫極限平衡區(qū)寬度、破碎區(qū)寬度及兩幫水平位移的計(jì)算公式。以東灘煤礦1305沿空順槽為基礎(chǔ)，計(jì)算出沿空順槽掘進(jìn)及回采期間兩幫極限平衡區(qū)寬度、實(shí)體煤幫及窄煤柱幫水平位移。兩幫變形主要包括頂板下沉引起的煤幫變形和煤幫自身變形，掘進(jìn)期間，煤幫自身變形大于頂板下沉引起的變形，回采期間，頂板下沉引起的變形大于煤幫自身變形。因此應(yīng)著重對(duì)回采期間的頂板及兩幫進(jìn)行控制，減小頂板下沉量，提高兩幫（特別是實(shí)體煤幫）的承載能力。

3、>　　(2)通過FLAC3D數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，無論是掘進(jìn)期間還是回采期間，巷道變形量及塑性區(qū)范圍均隨煤柱寬度的增加而減小。與3m煤柱相比，4m煤柱時(shí)巷道變形量減小幅度最大，確定合理的煤柱尺寸為4m左右?；夭善陂g實(shí)體煤幫變形量大于沿空幫變形量，兩幫變形量遠(yuǎn)大于掘進(jìn)期間變形量。因此，提出超前液壓支架+實(shí)體煤幫長錨索加固的控制方式來控制巷道回采期間的大變形。通過模擬確定了實(shí)體煤幫合理的錨索長度，采用超前支架+長錨索的控制方式后，兩幫最大變形量從1

4、034.4mm降低到605.5mm，巷道變形量得到了有效控制。
　　(3)根據(jù)深部綜放沿空巷道圍巖變形規(guī)律，提出了深部綜放沿空掘巷的控制技術(shù)，即頂板采用高強(qiáng)錨網(wǎng)索帶的支護(hù)方式;小煤柱采用錨網(wǎng)帶、短錨索(長度為3.5m、5m)及表面噴射混凝土的聯(lián)合支護(hù)方式;實(shí)體煤幫采用長錨索(8.5m長)結(jié)合錨網(wǎng)帶聯(lián)合支護(hù)的方式;回采期間采用高阻力的順槽超前支架進(jìn)行超前支護(hù)。
　　(4)通過監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，掘進(jìn)期間巷道實(shí)體煤幫位移小于窄煤柱幫位移，