跨采底板巷道围岩稳定性预计与控制技术研究

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目前,我国对于跨巷开采的理论研究尚不完善,主要表现为跨采底板巷道围岩稳定性的预计方法可靠性不高,底板巷道围岩控制方案的选取存在较大的盲目性。煤矿实际生产中依然过多的依赖“工程类比法”和实际开采经验,缺乏科学的理论指导,不利于矿井安全生产。  本论文从“巷道围岩整体强度”和“围岩应力”2个方面对已知的跨采影响因素进行了分类,采用FLAC3D数值模拟和正交实验相结合的方法,定量分析了底板巷道埋深、巷道围岩初始稳定性和距上部煤层垂距3个主要因素对跨采底板巷道围岩变形的影响。通过对实验样本模拟结果采用方差分析“F检验”可知,巷道围岩初始稳定性f是跨采底板巷道围岩变形最显著的影响因素,其影响权重是巷道埋深H和垂距Z的2倍,Ff=22=FFHZ。并将“埋深300m、垂距16m和巷道围岩初始不稳定”的跨采模型定义为“临界模型”,该模型处于跨采底板巷道围岩失稳与否的临界状态。根据以上研究成果,建立了跨采底板巷道围岩稳定性预计的新方法——“三因素法”。  对蒋庄煤矿3下710工作面顺跨开采实际工程案例进行了可行性的预计,预计2条底板大巷会受到明显的跨采采动影响,对底板大巷加固区域和等级进行了详细的划分。采用数值模拟和理论分析相结合的方法,设计并优选出“锚索+注浆”方案对2条底板大巷进行分区域、分类别加固。同时,从“降低底板巷道围岩应力”方面探索出跨采巷道围岩控制的新措施“工作面煤体超前注水法”,并进行了一定的尝试。710工作面开采过程中,对2条底板大巷进行了系统的矿压实测,验证了跨采巷道围岩稳定性预计的准确性和巷道围岩控制的合理性。同时,进一步提高了对顺跨开采底板巷道围岩变形规律的认识。
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