石槽村矿综采工作面回撤通道围岩变形规律与控制研究

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随着煤矿开采机械化水平的不断提高,工作面开采速度的加快,工作面接替的压力也随之变大。虽然通过采用一些先进的回撤工艺后,综采工作面的回撤速度有所提到。但是由于回撤通道所处位置的特殊性,仍然给设备回撤带来了很多困难。石槽村矿211001工作面所处煤层顶底板性质差,在煤层中布置的回撤巷道由于受到自身掘进和工作面采动的影响,巷道变形破坏严重,维护困难,严重影响综采设备的快速回撤。因此,对回撤通道围岩控制进行深入的研究,是保证快速搬家和正常生产的关键所在。本文综合运用理论研究、数值模拟和现场实测的方法对回撤通道围岩变形规律和控制进行了研究,取得如下成果:(1)分析了在工作面靠近回撤通道停采线过程中,基本顶可能断裂的两种位置。通过分析发现,当基本顶在回撤通道的后方即采空区一侧断裂时,顶板处于相对稳定阶段,回撤通道顶板只承受上覆岩层静载荷作用,对回撤通道影响最小;(2)针对石槽村矿211001工作面具体地质条件,分析了末采阶段停采进行矿压调整时剩余煤柱的稳定性和基本顶断裂的合理位置。通过力学建模分析计算,确定了剩余煤柱合理的宽度,基本顶最佳的断裂位置;(3)通过数值模拟和现场实测,得到了工作面和回撤通道采通之前,剩余煤柱上的应力分布规律。确定了回撤通道受工作面采动影响的起始位置,影响范围及峰值强度大小。通过分析后确定主回撤通道的顶板和正帮是围岩破坏的主要控制部位;(4)通过经济技术比较确定了通道间合理的煤柱尺寸;(5)针对现有支护方案存在问题和不足,对回撤通道进行优化支护设计。对主回撤通道的正帮用玻璃钢锚杆支护,负帮补打锚索,底板铺设混凝土,对基本顶采取断顶卸压。通过数值模拟结果表明,针对巷道围岩主控部位提出的主动支护和被动支护相结合的支护方案是可行的,能有效控制围岩变形,实现设备的快速安全回撤。
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