极近距离煤层采空区下回采巷道布置与围岩控制技术研究

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在我国,许多矿区都存在不同地质条件的极近距离煤层开采情况。对于极近距离煤层开采,下行开采法应用最为广泛。极近距离煤层下行开采中,上煤层采后采空区残留煤柱和上覆岩层的赋存状态对下煤层巷道的稳定性都有重大的影响,而确保下煤层回采巷道稳定性的重要手段是选择合理的巷道位置与支护技术。因此,研究极近距离煤层采空区下回采巷道的布置和围岩控制技术对矿井的安全高效开采具有重要意义。本文以金达煤矿二采区极近距离煤层赋存条件为基础,对上煤层9号煤采后的上覆坚硬顶板岩层沿倾向形成的结构进行了分析,确定上覆坚硬顶板岩层沿倾向能够形成稳定的“类砌体梁”结构,该稳定结构可对下煤层回采巷道起保护作用;通过滑移线场理论计算了上部9号煤开采导致底板的破坏情况,底板最大破坏深度已超过两煤层的间距,波及到了下方10号煤层;通过理论计算确定了上煤层采空区残留的煤柱是稳定的;运用理论计算和数值模拟分析了稳定煤柱下的底板岩层中的应力分布规律,为下煤层回采巷道的布置提供依据;通过主应力改变量衡量底板煤岩层中的应力不均衡程度,确定了下煤层回采巷道的合理位置为处于底板煤层中的应力降低区和应力不均衡极小区并处于上煤层采后“类砌体梁”结构的保护之下;下煤层10201首采工作面巷道的合理布置方式为10201回风顺槽内错上煤层边界煤柱6m,10201运输顺槽布置在上煤层下一工作面采空区下,距上煤层煤柱边缘9m,整个工作面长度170m;在分析了极近距离煤层破碎围岩条件下锚杆的支护作用机理和巷道支护原则的基础上,提出下煤层回采巷道的支护方式为锚网加工字钢棚,并给出了具体的支护参数;经现场巷道的表面位移监测与锚杆受力监测分析,所选支护方案能够对巷道围岩进行有效控制,能够确保巷道的稳定与安全。本文系统地分析了金达煤矿极近距离煤层采空区下回采巷道合理位置的确定与支护技术的选择,可为同类地质条件下的工程提供借鉴和参考。
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