利民煤矿大断面巷道围岩变形控制技术研究

来源 :内蒙古科技大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:gqkhao
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目前,我国一次性能源结构之中,煤炭依然占据主要地位,而且在今后很长的一段时期,煤炭将依然是我国最为主要的能源。我国煤炭开采大多为井工开采,随着我国煤矿开采规模不断加大,开采强度显著增加,综合机械化采煤技术得到很好的发展,厚煤层综合机械化放顶煤技术以及中厚煤层一次采全高技术受到广泛的推广和应用,因此巷道的断面要求越来越大。更大的巷道断面使得支护起来更加的困难。本文以利民煤矿Ⅱ0116采区辅运上山围岩变形控制为工程背景,采用动态理论设计法,通过理论分析、FLAC3D数值模拟、现场监测等方式,对大断面巷道围岩变形控制技术进行了比较系统的研究。所做工作如下:对大断面巷道的围岩变形破坏机理、破坏特征和破坏原因进行分析,并且研究了支护对围岩稳定性的影响作用,并得出围岩稳定性控制的基本原则。根据围岩的力学特性和应力状态采取相应的支护措施,改善围岩的应力分布状态,控制围岩的变形趋势,保持围岩的稳定;从利民煤矿现场取样,在岩石力学实验室内进行煤岩物理力学实验,得出Ⅱ0116采区辅运上山所在煤层及其围岩的物理力学性质参数,包括密度、抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、内摩擦角和内聚力,并通过计算得到弹性模量和剪切模量;根据利民煤矿煤层及岩层物理力学性质参数,通过工程类比和理论计算为Ⅱ0116采区辅运上山设计出4套不同的初始巷道支护方案;使用FLAC3D数值模拟软件对Ⅱ0116采区辅运上山掘进支护过程进行模拟,分别模拟开挖不支护情况和6套支护方案。对模拟出的围岩塑性区分布和顶底板及两帮垂直水平位移图进行分析对比,最终确定最优支护方案;工程现场对顶底板离层、巷道围岩变形和锚杆受力情况进行实时监测,发现顶底板离层较小,巷道围岩变形逐渐趋于稳定,锚杆受力始终处于合理范围以内,验证了联合支护的合理性,说明所选方案,支护参数设计合理。
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