孤岛工作面强动压巷道围岩控制技术研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wudixuejie
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煤炭企业常选用跳采方式缓解采掘接续紧张、降低巷道应力集中,但跳采不可避免产生孤岛工作面,孤岛面受两侧及后方三向采空区及采矿活动的影响下,巷道受动压影响较为严重,围岩稳定性不能得到保证,由此,亟待研究孤岛工作面动压煤巷围岩控制技术,以保证孤岛动压工作面安全高效生产。本文以口前煤矿4301孤岛工作面为研究工程背景,通过现场调研,资料收集、实验室试验、数值分析及现场实测分析等研究方法,分析研究了孤岛工作面动压煤巷围岩控制技术,共得出以下研究成果:(1)口前煤矿4301回风巷围岩为不稳定岩层,巷道在掘进期间经常伴随着煤炮等动压显现。在4301回风顺槽上覆岩层结构及围岩变形破坏特征研究的基础上,提出巷道围岩破坏规律的“大小结构”理论,并进一步分析了巷道围岩稳定性控制的关键因素,分析得出煤柱中应力集中现象较为明显,在后期巷道维护的过程中,应加强巷道煤柱帮的维护;(2)通过实验室试验得出的力学参数,结合数值模拟不同开采阶段巷道围岩的应力、变形特征,确定巷道开挖扰动影响区域,最终确定的锚网支护方案为顶板5根Φ20mm,L=2400 mm的左旋无纵筋树脂锚杆,锚杆间距为830mm,排距为900mm,顶板锚索选型为Φ22mm,L=8300 mm,呈“五花”布置,锚索排距设置为900mm,预紧力不小于40k N,帮部为4根Φ22mm,L=2400 mm高强度螺纹钢锚杆,锚杆间距设置为850mm,排距设置为900mm,并提出了过特殊地质段的支护方案;(3)提出利用微震监测和钻屑检测相结合的方法掌握孤岛工作面煤巷动压显现情况,并对巷道实施两帮超前动压弱化及掘进面超前动压弱化两种技术措施来解决巷道掘进过程中实际动压问题;(4)对确定的支护方案及动压弱化技术进行了现场工业性实验,实验巷道动压得到了有效的释放,掘进期间煤炮现象明显减少,巷道锚杆(索)的受力监测结果均在合理范围之内,巷道围岩的稳定性得到了保证。论文共有图45幅,表9个,参考文献83篇。
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