大淑村矿2#煤层回采巷道支护技术研究

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随着开采强度的增加,浅部煤炭资源已近匮乏,国内煤矿相继进入开采深部资源的大形势。这也就意味着巷道要布置在更深的地下,国内已有部分煤矿采深达到千米,更多的煤矿处在600m~800m的采深。在如此大的采深下,地应力显现更为复杂,地质构造错综复杂,这些都增大了深井巷道支护的难度。针对这一难题,沿空掘巷锚网索支护能够很好的给出答案,经过国内学者多年研究实践,沿空掘巷锚网索支护技术已经相当成熟,并且取得了良好的支护效果。  本文主要探讨了在综采放顶煤沿空掘巷条件下,回采巷道的支护技术研究,通过理论分析结合矿井实际情况的方法,提出包括矿井原支护方案在内的四种支护方案,并对每种支护方案进行了支护效果的模拟和对比,最后通过支护成本的对比,选出最佳支护方案。  论文在对大淑村矿矿井资料整理分析的基础上,结合理论分析,总结出该矿巷道变形破坏的机理和原因,总结得出该矿原支护体系无法适应高采深、高地应力环境对支护构件的挤压作用,导致巷道在掘进初期就变形严重;此外,巷道布置方式也存在很大的问题,沿煤层底板布巷导致巷道顶板为厚约1m的松软煤层,在高地应力条件下支护力度无法有效传递到直接顶处;另外,在回采过程中,由于巷道直接顶硬度较低,随回采工作面推进及时垮落。老顶质地坚硬,在工作面推进40m左右后初次发生弯曲旋转,对工作面附近巷道产生挤压,巷道顶板的这一特殊情况对沿空巷的稳定性形成一定影响。由此提出沿顶板布巷和沿底板布巷两种巷道布置方式,以及U型钢支护和锚网索支护两种支护形式,组成的四种支护方案,并运用FLAC3D数值模拟软件对每种支护方案进行了支护效果模拟和对比,结果显示沿顶板布巷锚网索支护巷道顶底板移近量为20.0~24.3cm,两帮移近量为20.0~22.7cm,巷道断面积为设计断面积的88.03%~89.90%,能够很好的控制巷道的变形。最后通过U型钢支护和锚网索支护的成本对比,确定出最优支护方案为沿顶板布巷锚网索支护。
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