近距重復(fù)采動(dòng)無(wú)墻體沿空留巷圍巖穩(wěn)定與控制技術(shù).pdf

1、老母坡煤礦2煤、3煤層間距6?12m，埋深較淺，無(wú)瓦斯隱患，為解決工作面接續(xù)緊張、資源采出率低等難題，進(jìn)行了近距煤層重復(fù)采動(dòng)條件下得無(wú)充填墻體沿空留巷。目前對(duì)于單一煤層開采條件下沿空留巷圍巖控制技術(shù)研究較多，但對(duì)于近距重復(fù)釆動(dòng)下無(wú)充填沿空留巷圍巖控制理論的研究較少。
　　本文綜合采用理論分析、數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等方法，從上覆煤層釆后下伏煤層的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律以及底板損傷范圍入手，分析了下伏采空區(qū)下留巷頂板結(jié)構(gòu)及其荷載特征，提出了重復(fù)釆

2、動(dòng)無(wú)墻體沿空留巷切頂力學(xué)模型，闡明了留巷側(cè)向基本頂?shù)臄嗔哑胶鈾C(jī)制，結(jié)合“給定載荷”、“給定變形”、“采空區(qū)矸石側(cè)壓”以及“底板比壓”，設(shè)計(jì)了巷旁強(qiáng)力切頂支架作為巷旁支護(hù)方式，完善了近距煤層重復(fù)釆動(dòng)無(wú)墻體沿空留巷圍巖控制體系。主要研究成果如下：
　　(1)運(yùn)用彈塑性理論，結(jié)合上覆煤層頂板垮落特點(diǎn)及其應(yīng)力分布推導(dǎo)得出上覆煤層釆后底板損傷破壞深度，并通過(guò)數(shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)RQD質(zhì)量指標(biāo)實(shí)測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證；通過(guò)底板屈服比計(jì)算及老母坡礦實(shí)際地質(zhì)條件，

3、確定老母坡煤礦下伏巷道頂板存在單層基本頂，為下伏3煤頂板錨索長(zhǎng)度的確定提供了初步依據(jù)。
　　(2)以老母坡煤礦地質(zhì)條件為例，通過(guò)數(shù)值模擬，揭示近距下伏煤層工作面礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，為探討近距下伏煤層無(wú)墻體沿空留巷圍巖控制提供可靠的理論基礎(chǔ)。
　　(3)針對(duì)近距離煤層釆后頂板特征，理論研究了近距離下伏煤層沿空留巷頂板荷載的計(jì)算依據(jù)，分析了上覆煤層釆后下伏沿空留巷側(cè)向基本頂?shù)钠茢嗍Х€(wěn)特征。
　　(4)通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)無(wú)墻體沿空留巷的成

4、功案例進(jìn)行歸納總結(jié)，分析了無(wú)墻體沿空留巷的適用條件；依據(jù)無(wú)墻體沿空留巷切頂力學(xué)模型，結(jié)合“給定載荷”、“給定變形”、“采空區(qū)矸石側(cè)壓”等分析了巷旁切頂支架載荷的設(shè)計(jì)依據(jù)；通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算，分析了巷旁400kN/m、600kN/m、800kN/m以及1000kN/m四種切頂載荷下留巷基本頂?shù)钠茢嘈螒B(tài)及其對(duì)沿空留巷圍巖應(yīng)力分布及位移的影響情況;通過(guò)模擬分析巷內(nèi)1排、2排及3排單體支護(hù)時(shí)，留巷頂板及實(shí)體煤支承壓力及圍巖變形情況，確定合理的巷內(nèi)

5、輔助單體支撐密度。
　　(5)針對(duì)近距下伏煤層頂板受上覆煤層采動(dòng)損傷影響，沿空留巷頂板破碎易冒頂?shù)劝踩[患問(wèn)題，采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的方法確定了包括掘進(jìn)期間錨桿的施工預(yù)緊力矩、合理的錨索支護(hù)長(zhǎng)度以及留巷期間的巷旁強(qiáng)力切頂支架切頂、頂板深淺孔聯(lián)合注漿加固技術(shù)、防漏風(fēng)隔模和噴涂材料噴涂封閉采空區(qū)等安全保障體系，形成了一套較為完善的近距重復(fù)釆動(dòng)無(wú)墻體沿空留巷技術(shù)，在取消巷旁充填墻體的條件下，保證了留巷的成功。
　　老母坡煤礦近距重復(fù)釆動(dòng)無(wú)