顾北矿深井巷道群掘进扰动效应及围岩控制对策研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hwniuniu
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巷道掘进是煤炭开采的先行工序,并因其工程量大及工期长而在煤矿生产中占有重要的地位。随着矿井开采规模和强度的增大,单一巷道已经难以保障矿井安全生产的需要,因此两条、三条乃至多条的巷道群开拓部署方式已越发普遍。在深部开采条件下,后掘巷道对先掘巷道掘进扰动影响较大,且巷道的维护问题越来越突出。因此进行深井巷道群掘进扰动效应影响因素及围岩控制对策方面的研究具有重要的现实意义。本文以顾北矿近距离上山巷道群为工程背景,通过对深井单一、相邻两巷道围岩应力力学机理分析,巷道群掘进扰动影响的数值模拟分析,在既有巷道支护结构受临近巷道掘进扰动的现场实测分析的基础上,研究了6煤胶带机上山的围岩控制对策。主要研究结果如下:1)针对深井单一、相邻巷道开挖扰动对围岩应力分布特征进行了理论推导和分析,阐述了巷道间的掘进扰动效应,并给出相邻巷道合理间距的经验计算公式。2)随着巷道间距的增加,后掘巷道对先掘巷道的扰动影响逐渐减弱。在均匀应力场下,两相邻巷道间距相同时,水平距离和垂直距离对掘进扰动效应的影响程度近似相同。3)掘进顺序对巷道群整体的应力分布影响较小,但对同一条巷道来说,掘进顺序不同,巷道围岩变形量亦不相同,先掘巷道围岩变形量较大。在巷道群实际施工过程中,应按照巷道对围岩变形量的要求来确定巷道间的掘进顺序。4)综掘法施工时,后掘巷道对先掘巷道的扰动影响较小;当采用钻爆法施工时,在巷道围岩内产生动应力,增加了先掘巷道失稳的可能性。数值分析结果表明,钻爆法施工对先掘巷道迎爆测帮部和顶板的影响较为显著,且围岩变形量呈现波浪式增长。5)在6煤底板专用回风巷掘进过程中,通过对胶带机上山和底板回风上山的掘进扰动程度进行现场实测分析,得出胶带机上山受其影响较大。根据其受掘进扰动的情况,并参照现有支护方案下巷道的实际变形情况,设计采用“架棚+走向锚索梁+喷浆+深孔注浆”支护形式对巷道进行加固。试验段巷道矿压观测结果表明,支护方案有效的控制了巷道围岩变形,满足了矿井安全生产的要求。
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