“三软”煤层回采巷道钻孔卸压控制围岩变形研究

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随着我国煤矿开采深度的增加以及开采条件的日趋复杂,许多矿区相继都出现了用传统的支护方法难以控制的软岩巷道,探索软岩巷道合理的支护形式及支护参数成为一个急需解决的问题。本文根据国内外软岩巷道研究现状以及永华一矿的地质条件,针对传统支护方式无法解决“三软”煤层支护的问题,提出了利用钻孔卸压来控制围岩变形,即在巷道架设U型棚后,在棚之间打卸压钻孔,通过卸压钻孔来吸收巷道的围岩变形和降低围岩的应力;运用弹塑性理论对巷道围岩由于扩容及应变软化而产生的体积变化进行分析,从而为钻孔卸压参数的确定提供依据;采用FLAC3D数值模拟软件分析了钻孔卸压对巷道围岩变形及应力转移的作用,实施钻孔卸压后,巷道围岩的变形量减小,围岩应力峰值向深部转移,巷道处于应力降低区,同时分析了钻孔直径、钻孔长度与钻孔排距对卸压效果的影响,当钻孔长度越长、直径越大、排距越小时,钻孔卸压效果越好,更有利于巷道的稳定;最后在永华一矿进行了现场工业试验,试验表明:钻孔卸压与U型钢联合支护方案有效地控制了巷道的剧烈变形和持续蠕变,支护方案简单、易行,满足了现场生产的要求。
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