深井软岩交岔巷道支护技术研究及工程应用

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矿井由通风、运煤、排矸等系统构成,各个生产系统复杂的交错在一起,因此巷道交岔点广泛的存在于生产系统中。交岔巷道容易形成空顶面积大、应力环境复杂和受多次掘进扰动影响的交岔点。并且伴随煤炭的深部开采,深部巷道围岩承受“三高一扰动”困扰,使得围岩变形量大,破坏范围及程度加剧。为解决交岔巷道变形量大导致的巷道失稳问题。本文基于潘三煤矿东一采区2121(3)轨顺进料巷交岔点为工程背景,通过室内岩石力学试验、理论分析、数值模拟和现场实测等手段对该深井交岔巷道的支护方案进行参数优化。并结合现场监测反馈其支护效果,以期为深部交岔巷道围岩支护设计提供技术参考。采用室内岩石力学试验及现场地应力监测,得出2121(3)轨顺进料巷围岩抗压强度最大42.35MPa,围岩岩性软弱;东一采区主应力最大值为29.3MPa,主应力方向角为190.64°,属于高地应力水平地层。通过理论分析,研究了交岔巷道三角区位置垂直应力分布及应力集中系数,并分析了交岔巷道围岩失稳的主要形式及原因。提出采用“锚杆+锚索+深层注浆”组合支护技术对巷道交岔点围岩变形进行有效控制的方法。通过数值分析,对潘三矿东一采区交岔巷道支护方案进行优化设计,通过对比巷道交岔区域的变形控制效果、锚杆锚索轴力大小,提出了“锚杆+锚索+深层注浆”联合支护参数优化方案。并研究了不同交岔角度对巷道变形的影响,得出在相同支护方案下,随着巷道交岔角度的减小,交岔围岩巷道变形值增大。依据交岔巷道支护结构变形分布规律,提出在交岔巷道施工过程中,应重视巷道交岔重叠区域的支护,以保证支护结构对巷道变形的控制效果。根据现场工程应用情况,制定了巷道施工扰动效应分析的现场监测方案,对潘三煤矿东一采区2121(3)轨顺进料巷交岔点进行监测分析。通过工程实际监测,验证方案7在实际工程中的应用效果优越性显著,数值模拟结果与实测结果基本一致。图[47]表[7]参[86]
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