高應力高突區(qū)域煤巷快速掘進災害防治技術(shù)研究.pdf

1、首山-礦首采面處于高應力高突區(qū)域,因其具有采深大、地應力高、瓦斯含量高、煤與瓦斯突出危險性大等特點,導致煤巷掘進速度極其緩慢,嚴重影響礦井采掘正常接替和安全生產(chǎn),探索一種適用于該區(qū)域煤巷快速掘進災害防治的有效工藝技術(shù)迫在眉睫。本課題采用理論分析、數(shù)值模擬、實驗室實驗以及現(xiàn)場工業(yè)性試驗相結(jié)合的方法,對高應力高突區(qū)域煤巷快速掘進災害防治技術(shù)進行了全面深入地研究。
　　 本課題主要研究內(nèi)容如下:
　　 1.基于巖石物理力學性質(zhì)

2、試驗研究,采用Hoek-Brown強度準則及W.Dershowits經(jīng)驗方法,對回采巷道巖體力學性質(zhì)進行了研究;基于地質(zhì)力學理論,對回采巷道圍巖變形特征進行了分析。
　　 2.以錨桿支護圍巖強度強化理論、錨桿錨索強力支護理論為指導,根據(jù)圍巖變形特征,建立了高應力高突區(qū)域回采巷道支護技術(shù)體系;采用離散元程序UDEC,對不同支護參數(shù)與支護形式對高應力巷道圍巖變形的影響進行了數(shù)值模擬研究,確定了最優(yōu)支護方案。
　　 3.以瓦斯

3、地質(zhì)理論為指導,分析了高應力高突區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)及其對瓦斯賦存的影響;以礦井瓦斯防治理論為指導,建立了以穿層深孔預裂爆破技術(shù)為核心的高應力高突區(qū)域綜合防突技術(shù)體系。
　　 4.進行了現(xiàn)場工業(yè)性試驗,工程實踐表明,災害防治技術(shù)可有效防止頂板事故及突出事故的發(fā)生,煤巷掘進速度大幅提高,實現(xiàn)了高應力高突區(qū)域煤巷安全快速掘進。
　　 本課題主要創(chuàng)新點如下:
　　 1.根據(jù)首山一礦首采面回采巷道圍巖變形特征,建立了高預應力

4、高強錨桿、錨索協(xié)調(diào)支護、預留斷面的支護技術(shù)體系,該體系的成功應用使巷道兩幫移近量降低41.9％,頂板下沉量降低52.4％,高應力高突區(qū)域巷道圍巖變形得到有效控制。
　　 2.針對工作面回風巷與其高位巷掘進相互影響、揭露頂板極其破碎、支護異常困難的現(xiàn)狀,采用顯式有限差分程序FLAC,對兩巷圍巖應力變化規(guī)律進行了研究。研究表明,回風巷與高位巷水平距離為10 m時,圍巖應力疊加嚴重,致使兩巷相互影響。及時調(diào)整巷道布署,兩巷距離擴為15