緩傾斜薄煤層采動(dòng)巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及圍巖控制機(jī)理研究.pdf

1、一般而言，煤礦井下受到采動(dòng)影響的回采巷道（簡(jiǎn)稱“采動(dòng)巷道”）圍巖破壞嚴(yán)重，礦壓顯現(xiàn)劇烈，圍巖控制難度大。針對(duì)以上存在的問(wèn)題，本文采用數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)方法，對(duì)采動(dòng)巷道的變形、破壞規(guī)律以及圍巖控制技術(shù)開(kāi)展研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①對(duì)西南地區(qū)某煤礦開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，并通過(guò)鉆取煤巖試樣進(jìn)行力學(xué)測(cè)試，獲得了目標(biāo)煤層采場(chǎng)煤巖層的物理力學(xué)參數(shù)。②構(gòu)建緩傾斜薄煤層三維采場(chǎng)力學(xué)計(jì)算模型。對(duì)分步開(kāi)挖條件下，采場(chǎng)圍巖內(nèi)的應(yīng)力分布及演化規(guī)律進(jìn)行分

2、析，獲得了采場(chǎng)側(cè)向及工作面前方支承壓力的變化規(guī)律；對(duì)采動(dòng)過(guò)程中采場(chǎng)底板應(yīng)力分布進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，緩傾斜薄煤層中采動(dòng)造成的底板應(yīng)力重分布影響可達(dá)到約6.7倍采高區(qū)域，底板破壞呈現(xiàn)“勺形”的非對(duì)稱破壞形態(tài)。③基于對(duì)巷道圍巖的彈塑性理論分析，得到巷道圍巖變形主要取決于巷道所處巖層的原巖應(yīng)力、巖石內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角、巷道支護(hù)阻力以及巷道開(kāi)挖半徑。其中，圍巖塑性區(qū)半徑與巷道半徑、原巖應(yīng)力成正比，與內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角以及巷道支護(hù)阻力成反比關(guān)系。④通過(guò)

3、對(duì)雙巷開(kāi)掘數(shù)值分析，獲知雙巷空間的相對(duì)位置對(duì)巷道圍巖變形和破壞具有顯著影響。隨著水平和垂直錯(cuò)距的增加，巷道間的相互影響迅速減小，頂?shù)装搴蛢蓭拖鄬?duì)移近量也明顯減小；相鄰巷道的開(kāi)掘?qū)σ丫蜻M(jìn)巷道產(chǎn)生明顯動(dòng)載影響；隨著開(kāi)掘距離的臨近，相鄰巷道圍巖塑性區(qū)逐漸聯(lián)通，相鄰巷道間巖柱在雙巷幫部巖體的垂直載荷作用下多呈現(xiàn)剪切破壞形式；巷道圍巖內(nèi)支承壓力的疊加是造成圍巖變形量增加的主要原因，而巖柱的完整性是影響疊加載荷傳遞效率的重要原因。⑤通過(guò)不同應(yīng)力集中