常村煤矿切顶卸压护巷技术研究

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我国煤炭资源丰富,但是煤炭作为一次能源,本身的不可再生性使得煤矿开采过程中就要尽可能的提高煤炭回采率。采区大巷一般服务年限较长,承担着整个采区的运输材料、行人等许多作用,潞安集团常村煤矿为了维护大巷稳定,减小大巷维护成本,一般在工作面前方留设70m的停采线煤柱。实践表明70m煤柱宽度下大巷仍受采动影响,同时也造成了煤炭资源的浪费,针对这一问题论文以常村煤矿S6-8工作面为工程背景,通过切顶卸压的途径来缩短停采线煤柱尺寸,提高资源回采率,同时使大巷易于维护,同时运用理论分析、实验室实验、数值模拟、工程实践等方法进行进一步验证,研究成果为相似条件下停采线合理位置的优化和大巷维护提供一定的参考和指导。最终取得如下成果。(1)在对常村煤矿S6-8工作面具体情况进行资料收集与整理的基础上利用钻孔窥视和物理力学参数实验的方法对该工作面顶底板岩层岩性及具体力学参数进行进一步确定。(2)对S6-8工作面上覆岩层载荷进行计算,确定关键层位置,为停采线煤柱稳定性分析提供理论基础;停采线煤柱稳定性一般受工作面埋深、煤岩体岩性、工作面开采动压情况、煤柱所护大巷形状、服务年限、支护方式等因素影响;对常村煤矿S6-8工作面超前支承压力范围进行理论计算,理论条件下常村矿S6-8工作面停采线煤柱宽度为70m时大巷受超前支承压力影响不大,巷道易于维护,与矿上实际留设停采线煤柱宽度一致。(3)结合FLAC3D数值模拟软件对切顶卸压护巷可行性进行验证,模拟表明留设煤柱宽度越大,大巷稳定性越高。材料斜巷围岩变形量在切顶条件下都有不同程度的减小,表明切顶卸压护巷技术能够切断超前支承压力,起到缩短停采线煤柱尺寸,减小围岩应力,使大巷易于维护的作用。(4)在研究爆破破坏机理的基础上结合实际情况给出现场实施方案,在S6-8工作面材料斜巷内平行布置11个21.6m长的炮孔进行切顶卸压护巷工业试验。(5)超前支承压力现场实测表明,S6-8工作面超前支承压力影响范围为72m左右,说明采区大巷实际上受工作面采动影响;材料斜巷在切顶卸压后巷道变形速度明显减小,说明切顶卸压能够起到切断超前支承压力,降低煤柱应力,易于巷道维护的作用;同时分析可得切顶卸压条件下停采线煤柱宽度可以设为60m,比原先停采线煤柱缩短10m,节约大量煤炭资源;进一步时说明切顶卸压可以应用于采区大巷,进而缩短停采线煤柱尺寸,使大巷易于维护。
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