煤柱底板巷道围岩稳定性分析及其控制技术研究

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留设一定宽度的保护煤柱是煤矿底板巷道的主要护巷方式,但受现场实际开采条件的影响,留设的保护煤柱常常非但没有起到保护底板巷道的作用,反而使巷道受煤柱上高支承压力的影响而强烈变形,直接影响煤矿高效生产。本文以许疃煤矿受煤柱上高支承压力影响的82联巷围岩稳定性分析及其控制技术研究为背景,首先,应用弹性力学半无限体理论,得出了不同形式煤柱支承压力在底板岩层中的分布规律,并根据煤柱底板巷道围岩受力特征,应用弹塑性力学理论,分析了巷道位置、巷道埋深、支护阻力及围岩强度对巷道围岩稳定性的影响规律及影响程度;然后,现场调查了许疃煤矿82联巷地质采矿条件及其变形破坏特征,指出了巷道变形破坏的主要影响因素,并采用数值模拟手段,对比分析了巷道受煤柱上高支承压力影响前后的围岩破裂屈服范围、围岩变形及支架受力的变化,及不同支架-围岩接触关系对支架内力、支架变形特征及围岩自承能力的影响;接着,在上述研究的基础上,提出了棚-索协同支护+全断面注浆加固+底板高强锚网索支护的封闭整体承载结构支护技术,分析了该支护技术的机理,确定了封闭整体承载结构的承载能力及其影响因素,并采用数值模拟手段验证了该支护技术对煤柱底板巷道围岩控制的有效性;最后,结合许疃煤矿82联巷地质采矿条件,根据封闭整体承载结构支护技术机理,确定了巷道支护技术方案与参数,并进行了工业性试验,取得了良好效果。
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