棋盘井煤矿907辅运联巷交错巷道扰动失稳控制技术研究

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井工煤矿巷道布置受矿井设计、巷道使用等影响,在井底车场、采区车场、工作面停采线附近等生产转运位置上,存在巷道彼此间平行、斜交等近距离巷道空间交错布置情况,巷道彼此间围岩应力发生显著叠加互扰现象,导致巷道围岩呈现出局部破坏严重和变形明显,进而引发交错巷道围岩能力失效并致整体失稳。为此,本文结合棋盘井煤矿907辅运联巷的交错巷道围岩条件为工程背景,通过工程调研、矿山岩石力学分析、数值模拟、现场监测等研究方法,对近距离交错巷道巷间围岩应力扰动影响、巷间围岩体破坏贯通失稳、交错巷道巷间围岩承载稳定控制进行分析和研究。本文所得主要结论如下:(1)通过工程现场调研和数值模拟分析得知,在交错巷道位置的巷间围岩水平应力集中剧烈而垂直应力释放明显,巷间围岩体呈现“平面侧向挤压”受力状态,并且巷间距离越近,就会导致围岩应力叠加扰动影响加剧,进而诱发巷道交错位置的巷间围岩体结构塑性破坏向深部延伸甚至发生贯通失稳影响,不利于交错巷道巷间及其附近围岩体的承载稳定;(2)通过对交错巷道巷间围岩应力扰动影响的围岩稳定性力学机理分析得出,通过调整巷间距离、交错巷道巷道断面尺寸,改善巷间及其附近围岩体的力学性能,采取以被动支护为主和主动支护为辅的支护技术对策,可以实现交错巷道巷间围岩应力扰动影响的围岩稳定性控制;(3)在对近距离交错巷道复杂扰动应力分布及其巷间承载结构的稳定承载机理分析基础上,提出对巷道交错位置及其周围附近采取“锚杆+锚索+钢架棚”联合支护技术方案,同时布置双层金属网和混凝土重塑巷间围岩体;(4)通过907辅运联巷交错位置工业试验表明,当前907辅运联巷实施联合支护方案后,907辅运联巷围岩变形量普遍在15~64 mm范围,交错巷道支护稳定性控制较好。近距离交错巷道彼此间的围岩承载稳定对于井工巷道的安全生产和正常使用至关重要,本文研究成果对于解决棋盘井煤矿907辅运联巷的安全问题具有重要意义,为类似的近距离交错巷道围岩稳定性控制提供理论依据与技术参考。
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