厚煤层孤岛工作面小煤柱回采巷道围岩控制技术研究

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孤岛工作面是指准备回采的工作面周围均为采空区或者工作面顺槽两侧均为采空区的工作面。在这种工作面内进行的采煤工作称为孤岛工作面采煤。区别于其它工作面采煤的是:这种工作面风机两巷矿压显现比较明显,支撑压力比较大,顶板不易控制,回采过程中需要加大两巷维护的工作。如何解决孤岛工作面两巷的压力现在也是一个比较热门的课题。大采高综采技术即大采高一次采全厚综合机械化采煤法是我国建设高产高效矿井的重要技术手段,自20世纪80年代,大采高综采技术在我国得倒了迅速的发展,并且在我国很多矿区得到了很好的应用和推广。但是大采高工作面矿压显现规律和采场顶板的运动规律有其特殊性,因为工作面周围岩层活动范围和老顶悬臂梁的断裂距都很大,使得大采高工作面的侧向和超前支撑压力,以及上覆岩层的裂隙带、冒落高度和煤壁片帮程度等等都发生了很大改变。而且随着小煤柱护巷技术的广泛应用,小煤柱的稳定性已经成为巷道稳定性的重要因素,特别是大采高小煤柱的巷道,直接影响着工作面的正常生产和安全确保。从目前实际情况来看,大采高小煤柱回采巷道的围岩控制还存在很多没有有效解决的安全问题,从而制约大采高综采技术的进一步发展,因此,研究大采高小煤柱回采巷道围岩控制也是一个比较热门的课题。针对以上热门课题,本文以三元南耀小常煤业30222工作面小煤柱回采巷道围岩控制为工程背景,首先,实地考察并搜集了南耀小常煤业30222工作面概况,进一步分析了其围岩分布特征和物理力学特征;其次,从理论上分析了孤岛工作面的围岩结构特征、大采高采场围岩应力分布规律、大采高小煤柱回采巷道上覆岩层断裂特征和大采高小煤柱回采巷道围岩稳定性分析;另外,运用数值模拟的方法,对30222工作面沿空掘巷小煤柱进行了数值模拟分析,从而选取了30222工作面小煤柱的合理尺寸;最后,全面分析了大采高小煤柱回采巷道围岩综合控制机理,确定了30222孤岛工作面回采巷道的支护方案。本文研究分析了三元南耀小常煤业大采高30222孤岛工作面沿空小煤柱的设计,以及大采高30222孤岛工作面小煤柱回采巷道的支护方案。本文的研究成果将为其他相似条件下大采高孤岛工作面小煤柱回采巷道围岩控制技术提供一定的理论基础和参考价值。
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