【摘 要】
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沿空留巷作为无煤柱开采的关键技术,其技术经济优势显著,推动沿空留巷的进一步发展,对于保障矿井安全生产,提高矿井经济效益,确保煤矿的健康、可持续开采等具有重要的意义。沿空留
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沿空留巷作为无煤柱开采的关键技术,其技术经济优势显著,推动沿空留巷的进一步发展,对于保障矿井安全生产,提高矿井经济效益,确保煤矿的健康、可持续开采等具有重要的意义。沿空留巷的成功与否,巷旁支护是其关键影响因素之一。本文结合东滩煤矿2号煤层顶板完整稳定垮落及时以及煤层厚度适中的实际条件,研究了泡沫混凝土卯榫砌块空心墙快速沿空留巷技术,论文主要研究内容如下: (1)从沿空留巷围岩移动规律入手,深入分析了沿空留巷的项板破坏规律以及围岩结构特征,指出在支护前期巷旁支护体要具备足够的切顶阻力。同时,巷旁支护体的承载能力达到极限后,仍需具有一定的可压缩量; (2)以化学发泡的方式,通过添加硅灰、矿渣和粉煤灰三种物质与“水泥+细砂”结构体系搭配,进行优化配合比,制备1200kg/m3密度级,单轴抗压强度>15MPa的泡沫混凝土材料。深入分析混凝土砌块墙的优缺点,设计了卯榫结构砌块墙。墙体各个砌块之间除了有砂浆的粘结之外,再加上横向砌块的连接作用,大大提高了墙体整体性和抗变形能力。另外采用卯榫纵横交错扣接井格砌筑的方式,节约了混凝土材料,降低成本,同时,空心结构可提供底鼓补偿空间,减缓留巷内的底鼓; (3)采用FLAC3D数值模拟软件,深入分析了沿空留巷巷旁支护墙体的受力与变形情况,根据不同推进步距提出不同方案,模拟结果为支护墙的设计提供可参考的依据。 (4)在东滩矿进行了工业性试验,矿压观测结果表明:巷道顶板下沉量不大,底臌较严重,墙体局部地方有较大变形,非采帮变形较小;在工作面后方,采动影响的距离大约为200m;接续的3204工作面回采期间由于采空区上覆岩层运动已趋于稳定,矿压显现比3203面回采时要缓和许多。
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