双巷布置顺槽煤柱及巷道稳定性实测与数值模拟研究

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鄂尔多斯市中北煤化工有限公司色连二矿2煤虽然埋藏较浅,但已具有典型的软岩特征,加之122(中)05工作面采用一面三巷布置,其辅运顺槽与胶运顺槽间距20m,需经受工作面二次采动影响,辅运顺槽变形严重。本文以12205工作面为工程背景,采用现场实测和数值模拟相结合的方法,对12205工作面辅运顺槽围岩支护控制及顺槽煤柱稳定性问题进行了研究,为优化煤柱宽度与辅运顺槽加强支护提供依据。  首先结合FLAC3D数值模拟分析了顺槽煤柱的应力分布规律及辅运顺槽的围岩稳定性,通过现场的应用及实测验证了辅运顺槽的基本支护与补强支护的方案的合理性。12205辅运顺槽围岩表面位移、钻孔窥视、顶板离层、锚索载荷及煤体应力计等矿压观测分析表明,辅运顺槽围岩变形受工作面采动影响主要为滞后影响,其中围岩变形剧烈影响区为工作面采后30m~220m区段。在工作面采动支承压影响前采用Φ21.6×8300mm锚索配合槽钢梁对辅运顺槽顶板进行主动加固后,围岩变形量大幅降低约50%。在动压影响期间,辅运顺槽锚索来压快,锚索承载受力大,加固锚索受力普遍超过250KN,局部区域受力超过500KN,已接近锚索破断载荷,补强支护是十分必要的。实测和数值模拟表明,12205工作面侧向支承压力峰值区距运顺边缘距离为10~15m,侧向支承压力最大峰值位置距运顺边缘距离为12.5m,应力集中系数为1.7。因此,两巷之间煤柱宽度应不小25m。下一步应适当加大护巷煤柱宽度,以减轻动压影响。
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