松散破碎半煤巖開(kāi)拓巷道圍巖變形破壞機(jī)理及控制技術(shù)研究.pdf

1、半煤巖巷道在受地質(zhì)構(gòu)造的影響下,圍巖易松散破碎,返修率高。因此,開(kāi)展松散破碎半煤巖開(kāi)拓巷道圍巖變形破壞機(jī)理及控制技術(shù)研究具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。
　　為了解決北陽(yáng)莊礦東翼半煤巖大巷的支護(hù)難題,結(jié)合其具體地質(zhì)條件,采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)踐相結(jié)合的方法,根據(jù)半煤巖巷道巷道特點(diǎn)建立力學(xué)模型,研究了側(cè)壓系數(shù)和支護(hù)強(qiáng)度的變化對(duì)巷道圍巖變形破壞的影響。分析了巷道的變形破壞特點(diǎn),得到直墻半圓拱半煤巖巷道不同方向及位置的破壞規(guī)律

2、為:巷道開(kāi)挖后,巷道周邊將以塑性破壞為主。巷道底角附近最為嚴(yán)重,巷道幫部靠下及頂板中點(diǎn)次之,巷道幫部煤巖接觸面附近及巷道頂部中上(與水平成45°方向)范圍內(nèi)較輕;隨著支護(hù)強(qiáng)度的逐步增加,塑性區(qū)半徑及位移逐步減小,當(dāng)iP0.2MPa以后煤巖層接觸面可視為連續(xù)狀態(tài);并得出合理的支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)該在0.2MPa≤Pi≤0.3MPa之間。據(jù)此通過(guò)理論分析得到支護(hù)初步設(shè)計(jì),在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了離散元數(shù)值模擬分析優(yōu)化,支護(hù)方案最終確定為錨網(wǎng)索噴+反底拱(錨注

3、)聯(lián)合支護(hù),并應(yīng)用于巷道試驗(yàn)段進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)。
　　支護(hù)方案實(shí)施后,現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)結(jié)果最終表明:觀(guān)測(cè)期間巷道兩幫累計(jì)變形量達(dá)到52mm,頂?shù)装謇塾?jì)變形量65mm,巷道圍巖變形11d以后保持穩(wěn)定,巷道圍巖變形量得到有效的控制;兩幫錨桿受力達(dá)到60kN左右,頂板錨桿受力達(dá)到70kN左右,錨桿和錨索共同形成承載結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)方案得到了成功應(yīng)用。采用優(yōu)化后的支護(hù)方案巷道基本不需要翻修,大大提高了礦井的生產(chǎn)效率,省去了多次翻修在時(shí)間上和經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi),