松散破碎半煤巖開拓巷道圍巖變形破壞機理及控制技術(shù)研究.pdf

1、半煤巖巷道在受地質(zhì)構(gòu)造的影響下,圍巖易松散破碎,返修率高。因此,開展松散破碎半煤巖開拓巷道圍巖變形破壞機理及控制技術(shù)研究具有十分重要的理論和實踐意義。
　　為了解決北陽莊礦東翼半煤巖大巷的支護難題,結(jié)合其具體地質(zhì)條件,采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場工程實踐相結(jié)合的方法,根據(jù)半煤巖巷道巷道特點建立力學(xué)模型,研究了側(cè)壓系數(shù)和支護強度的變化對巷道圍巖變形破壞的影響。分析了巷道的變形破壞特點,得到直墻半圓拱半煤巖巷道不同方向及位置的破壞規(guī)律

2、為:巷道開挖后,巷道周邊將以塑性破壞為主。巷道底角附近最為嚴(yán)重,巷道幫部靠下及頂板中點次之,巷道幫部煤巖接觸面附近及巷道頂部中上(與水平成45°方向)范圍內(nèi)較輕;隨著支護強度的逐步增加,塑性區(qū)半徑及位移逐步減小,當(dāng)iP0.2MPa以后煤巖層接觸面可視為連續(xù)狀態(tài);并得出合理的支護強度應(yīng)該在0.2MPa≤Pi≤0.3MPa之間。據(jù)此通過理論分析得到支護初步設(shè)計,在此基礎(chǔ)上進行了離散元數(shù)值模擬分析優(yōu)化,支護方案最終確定為錨網(wǎng)索噴+反底拱(錨注

3、)聯(lián)合支護,并應(yīng)用于巷道試驗段進行工業(yè)性試驗。
　　支護方案實施后,現(xiàn)場觀測結(jié)果最終表明:觀測期間巷道兩幫累計變形量達到52mm,頂?shù)装謇塾嬜冃瘟?5mm,巷道圍巖變形11d以后保持穩(wěn)定,巷道圍巖變形量得到有效的控制;兩幫錨桿受力達到60kN左右,頂板錨桿受力達到70kN左右,錨桿和錨索共同形成承載結(jié)構(gòu),設(shè)計方案得到了成功應(yīng)用。采用優(yōu)化后的支護方案巷道基本不需要翻修,大大提高了礦井的生產(chǎn)效率,省去了多次翻修在時間上和經(jīng)濟上的浪費,