孤岛煤柱开采过大断层巷道支护技术研究

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本文以运河煤矿6303工作面孤岛煤柱开采过程中,第二轨道顺槽联络巷道、第二皮带顺槽联络巷道穿BF7大断层时巷道围岩控制问题为工程背景。围绕“断层煤柱留设合理尺寸”、“过大断层巷道加强支护距离确定”、“孤岛应力场、断层应力场和采动应力场‘三场’复合应力场研究”、“复合条件下巷道围岩控制技术”等四个方面开展系统地研究工作。  通过对6303第一工作面导水裂隙带高度以及1303工作面底板破坏深度预计,得出6303第一工作面断层煤柱留设合理宽度为40m,确定6303工作面第二皮带顺槽联络巷道的起点位置、联络巷道起坡角度及长度。  运用FLAC3D数值模拟孤岛、断层应力场对第二皮带顺槽联络巷道的影响,分析断层附近出现塑性区和应力集中的区域。在此基础上,模拟采动应力场对于第二皮带顺槽联络巷道的影响,通过分析开挖不同距离后巷道围岩塑性区和应力云图变化,得出采动因素对于第二皮带顺槽联络巷道的影响。  综合分析孤岛、断层、采动应力场对于第二皮带顺槽联络巷道的影响,判断穿断层联络巷道需要加强支护的范围,即断层上盘40m,下盘30m范围内。  结合理论分析和现场经验,本着安全、经济、高效的原则,对第二皮带顺槽联络巷道的围岩控制问题提出合理的分段控制支护形式,即应力集中范围内采取“锚网索带架”联合支护,应力显现平缓区域采取“锚网索带”支护。  对运河煤矿6303工作面第二皮带顺槽联络巷道进行工业性实验表明,分段采取“锚网索带架”和“锚网索带”联合支护形式对于巷道围岩控制效果显著,为解决类似条件下的巷道围岩控制问题提供了新的技术方案。
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