深部綜放沿空掘巷圍巖變形破壞特征及控制技術.pdf

1、隨著淺部煤炭資源的逐年減少，深部開采已成為煤炭行業當前和未來的必然趨勢。同時為了降低煤炭損失，提高煤炭回收率，國內煤礦普遍采用沿空掘巷技術。但在深部高應力條件下，沿空掘巷圍巖破壞嚴重，回采期間維護較為困難，嚴重影響工作面的正常開采。為此，本文采用理論分析、數值模擬、現場實測相結合的方法，以東灘煤礦1306綜放沿空掘巷東段工程條件為背景，研究了深部綜放沿空掘巷的圍巖變形破壞特征及控制技術，主要結論如下:
　　(1)通過建立沿空掘巷兩

2、幫力學模型，推導出沿空巷道兩幫極限平衡區寬度、破碎區寬度及兩幫水平位移的計算公式。以東灘煤礦1305沿空順槽為基礎，計算出沿空順槽掘進及回采期間兩幫極限平衡區寬度、實體煤幫及窄煤柱幫水平位移。兩幫變形主要包括頂板下沉引起的煤幫變形和煤幫自身變形，掘進期間，煤幫自身變形大于頂板下沉引起的變形，回采期間，頂板下沉引起的變形大于煤幫自身變形。因此應著重對回采期間的頂板及兩幫進行控制，減小頂板下沉量，提高兩幫（特別是實體煤幫）的承載能力。

3、>　　(2)通過FLAC3D數值模擬發現，無論是掘進期間還是回采期間，巷道變形量及塑性區范圍均隨煤柱寬度的增加而減小。與3m煤柱相比，4m煤柱時巷道變形量減小幅度最大，確定合理的煤柱尺寸為4m左右?；夭善陂g實體煤幫變形量大于沿空幫變形量，兩幫變形量遠大于掘進期間變形量。因此，提出超前液壓支架+實體煤幫長錨索加固的控制方式來控制巷道回采期間的大變形。通過模擬確定了實體煤幫合理的錨索長度，采用超前支架+長錨索的控制方式后，兩幫最大變形量從1

4、034.4mm降低到605.5mm，巷道變形量得到了有效控制。
　　(3)根據深部綜放沿空巷道圍巖變形規律，提出了深部綜放沿空掘巷的控制技術，即頂板采用高強錨網索帶的支護方式;小煤柱采用錨網帶、短錨索(長度為3.5m、5m)及表面噴射混凝土的聯合支護方式;實體煤幫采用長錨索(8.5m長)結合錨網帶聯合支護的方式;回采期間采用高阻力的順槽超前支架進行超前支護。
　　(4)通過監測發現，掘進期間巷道實體煤幫位移小于窄煤柱幫位移，