横跨多工作面采空区上行开采巷道围岩破坏特征及控制研究

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本论文以岱庄煤矿4300采区空间上行错采工程为研究背景,基于理论分析、数值模拟和现场调研等方法,旨在研究横跨多工作面采空区上行开采时对覆岩及巷道围岩结构形式、结构机理影响及其应力演化发展规律,通过揭示开采时巷道顶底板及两帮变形特征,确定横跨多工作面采空区上行开采合理的围岩控制支护方案,解决上行开采巷道围岩控制难题,为煤矿采场开采灾害控制提供依据。  首先,理论分析了横跨多工作面采空区上行开采可行性,并研究了下工作面开采时对覆岩的破坏机理及上工作面开采对巷道围岩变形破坏规律,得出下部临空区段巷道需加强支护,并在此基础上确定了巷道围岩控制的初步方案;其次,采用FLAC数值模拟方法,模拟研究下部多工作面开采对上覆岩层造成的叠加破坏影响,并探索研究上工作面在推采到下部不同工作面上方时围岩应力及巷道顶底板两帮位移变化得到巷道围岩的变形曲线整体呈现“双马鞍”形状;然后结合理论分析和数值模拟结论,分析围岩初步控制方案的不足,采取巷道顶板补强支护、巷道表面加强控制、对临第二采空区段加密支护等手段并进一步得出横跨多工作面采空区上行开采巷道围岩控制的优化方案;最后,通过分析在岱庄煤矿4300采区工作面的工业试验观测结果,表明支护有效可行、围岩控制优化方案整体效果良好,能够确保巷道在工作面回采期间的围岩安全。
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