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我国煤矿多以井工开采为主,且巷道处于交错的空间结构比较常见,如石门与回采巷道,集中巷与采区上山,甩车场与采区上山等都不可避免地交错布置。但对于巷道交错空间结构所对应的稳定性研究尚且较少,并且多巷道的围岩控制问题随之井工开采规模的不断扩大而日益严峻,这些巷道表现出大变形、底鼓严重、变形难以控制等的特点,特别是交错巷道围岩破坏裂隙发生相互贯通。研究交错巷道巷间围岩稳定性及其控制技术研究对矿井安全生产具有重要意义。 本文以林南仓矿的2294运输顺槽和下方回风巷道的交错点的巷间围岩体为研究对象,采用现场调研、数值模拟分析、力学理论分析、工程实践分析等方法来对交错巷道围岩稳定控制技术进行研究。本文的主要研究结论如下: (1)2294运输顺槽和回风巷道的巷道工程地质特征研究。现场调研分析认为:上巷道围岩条件简单,但下部存在专用回风上山,开掘巷道的应力重分布作用使巷道之间的围岩体整体受力状态存在不稳定隐患,容易诱发交错巷道巷间围岩破坏裂隙发生相互贯通。 (2)借助数值模拟分析了林南仓矿交错巷间围岩体变形失稳原因。分析认为:开掘上巷道所引起水平应力集中与下巷道断面侧向水平应力叠加,加剧巷道矿压显现,导致两巷道围岩塑性破坏向深部扩展,在交错位置上下之间的围岩内(即巷间围岩体)发生破坏裂隙相互贯通,该诱发贯通与巷间距离、水平方位角度、地应力环境均有关系。 (3)进行了交错巷道巷间围岩体稳定性力学机理分析。运用岩石力学相关知识建立巷道在交错条件下的围岩稳定性模型,推导出交错巷道的巷间围岩体稳定性力学方程,用以指导支护载荷计算及其支护设计与参数优化,并求得巷间围岩破坏深度,计算得知围岩破坏深度小于巷间距离,符合稳定支护条件。 (4)开展了交错巷道围岩变形破坏的工程实践研究。针对交错巷道围岩稳定性控制提出U型钢+锚杆+锚索的支护设计方案,工程实例反馈围岩变形情况。通过监测得顶板及其帮部围岩变形随时间增加变形速率逐渐减缓达到基本稳定,变形量得到控制,巷道能够安全使用。