深部开采松散破碎全煤巷道变形特征及合理支护技术

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资料表明:深部岩层多呈现出“软弱煤岩”的特性,与浅部岩层的特性差距甚大,现已成熟的浅部煤岩巷道的开采技术不能再应用于深部软弱岩层中。所以,确定深部开采全煤巷道围岩稳定性的判别标准,了解巷道的变形特点,并在此基础上找出最合理的支护技术及参数将对实际深部开采地下岩土工程有着重大的研究价值。文中以新集矿区为背景,先采用理论分析结合工程实测来分析围岩表面位置变形随时间的变化规律,确定围岩表面位置变形随时间变化呈现的典型形式,分析其规律性,结合支架受荷测量分析围岩变形保持稳定时围岩表面位置变形随时间的典型形式。其次采用ANSYS程序对新集一矿深部开采162302全煤巷道的变形特点进行了数值模拟分析,同时也采用了现场工程实测的方法来进一步对比验证全煤巷道的变形特点。通过软件的数值模拟和工程实测分析,得出了全煤巷道的变形特征。然后结合工程实测与ANSYS软件模拟分析新集一矿深部开采261302全煤巷道的变形特点、梯形棚支架允许承载力和巷道变形保持稳定所需支护反力以及原支护方法存在的问题,并在此基础上得出维持全煤巷道稳定的合理支护形式和参数。综合上述的研究过程后,得出以下结论:(1)通过确定全煤巷道围岩稳定性的判别标准,可以有效的了解围岩破裂的时机,判断出巷道表面的变形趋势,并及时采取相应的措施来预防巷道发生失稳等产生的不安全因素和问题,为全煤巷道在采取正确的安全支护措施,减少安全事故方面打下了一个牢固的基础。(2)可通过围岩变形随时间变化特点分析巷道表面变形的稳定性。如果围岩破裂圈大小在一定范围内,围岩变形处于稳定状态,则此时巷道表面变形随时间增长,趋向于稳定;如果破裂圈大小超过一定范围,围岩变形呈现出失稳趋势,此时,巷道表面变形随时间的增长,趋于不稳定。(3)深部开采松散破碎全煤巷道变形特征分别是顶煤与直接顶结构面极易产生离层而失稳,两帮由于为松散软岩而产生显著的松动破碎。(4)确定新集一矿深部开采261302全煤巷道合理的支护形式应采取:巷道顶板的表面变形较小,采用顶板布置锚索加梯形棚同时支护。围岩两帮变形显著,帮部可用锚杆和梯形棚腿组合支护。
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