红庆河煤矿双煤柱开采冲击危险特征及其主动调控

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红庆河煤矿3-1103工作面和3-1101采空区之间留设了双区段煤柱,受相邻3-1101采空区侧向支承压力和本工作面超前支承压力叠加影响下,3-1103工作面回采期间新辅助运输顺槽冲击危险水平高、动力显现明显。本文以3-1103工作面为研究对象,采取理论分析、数值模拟和工程实践相结合的方法,研究了双煤柱开采冲击危险特征以及顶板弱化主动调控双煤柱冲击危险状态。本文研究结论对红庆河煤矿及西部矿区采用双煤柱开采时冲击地压防治具有一定的参考价值。其主要结论有:(1)理论计算了煤柱承载能力、3-1101采空区侧向支承压力和巷道侧向煤柱支承压力。3-1103工作面新辅助运输顺槽和旧辅助运输顺槽均处于采空区侧向支承压力的影响范围内。3-1103工作面新辅助运输顺槽冲击危险性比旧辅助运输顺槽冲击危险性低。(2)数值模拟研究了3-1103工作面实际开采双煤柱应力分布特征和不同宽度组合双煤柱应力分布特征。结果表明:双煤柱区域应力集中程度高,冲击危险水平较高。1#煤柱主要威胁废弃的3-1103工作面旧辅助运输顺槽,2#煤柱主要威胁正在使用的3-1103工作面新辅助运输顺槽。随着2#煤柱宽度的增加,1#煤柱、2#煤柱和3-1103新辅助运输顺槽处的应力都逐渐降低,且旧辅助运输顺槽两帮应力下降趋势比较缓慢,新辅助运输顺槽两帮的应力下降趋势较快。(3)从弱化垂直高度和水平范围两个角度对厚层复合顶板弱化处理后主动调控双煤柱冲击危险效果进行了模拟研究。结果表明:厚层复合顶板处理后,2#煤柱、3-1103新辅助运输顺槽和胶带运输顺槽的应力降低,周围煤岩体应力状态得到了改善,冲击危险性降低。顶板弱化高度51m时,3-1103新辅助运输顺槽、胶带运输顺槽和2#煤柱的应力水平比顶板弱化高度30m时更低。顶板弱化范围45m时,3-1103新辅助运输顺槽和胶带运输顺槽的应力水平比顶板弱化范围30m时的更低。(4)从顶板预裂爆破处理和煤柱宽度设计两方面对3-1103工作面回采面临的厚层复合砂岩顶板-煤柱耦合诱冲型冲击地压危险提出了治理措施。确定措施参数为:顶板预裂爆破处理高度为80m,弱化水平范围为56m,2#煤柱设计宽度为60m。论文有图65幅,表10个,参考文献96篇。
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