綜放沿空留巷圍巖及充填體穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著采煤工作面開采深度的不斷加大和工作面所處地質(zhì)條件的復(fù)雜化，傳統(tǒng)的留設(shè)部分煤柱維護(hù)巷道的采煤方法不僅浪費(fèi)了大量的煤炭資源，而且使得煤炭生產(chǎn)效率偏低。為了提高綜放集約化生產(chǎn)水平，目前我國(guó)很多煤礦采用沿空留巷技術(shù)維護(hù)巷道，該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有:巷道掘進(jìn)率大幅降低、煤炭回收率提高、采掘接替矛盾得到很大緩解、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益明顯提高、礦井自然災(zāi)害降低[1]。綜放沿空留巷技術(shù)不同于一般薄煤層中的沿空留巷，其特點(diǎn)有:煤層厚度大、煤層為直接頂?shù)忍攸c(diǎn)，這些特點(diǎn)

2、使得巷道頂板和煤幫的變形會(huì)更加劇烈，綜放沿空留巷技術(shù)的關(guān)鍵在于巷內(nèi)支護(hù)和巷旁支護(hù)，因此支護(hù)的研究對(duì)沿空留巷的穩(wěn)定意義重大[2]。
　　本文以潞安集團(tuán)王莊礦7101風(fēng)巷為工程背景，針對(duì)綜放沿空留巷的以上特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)圍巖活動(dòng)規(guī)律及巷道支護(hù)荷載規(guī)律的分析研究，采用相似模擬試驗(yàn)和FLAC3D數(shù)值模擬方法驗(yàn)證了綜放沿空留巷的可行性、確定了合理的充填參數(shù)。論文主要內(nèi)容及取得的成果如下:
　　(1)根據(jù)圍巖老頂?shù)目迓湟?guī)律和斷裂特征，本文涉

3、及到沿空留巷的“大結(jié)構(gòu)”和“小結(jié)構(gòu)”，“大結(jié)構(gòu)”為老頂巖層斷裂后旋轉(zhuǎn)下沉形成的斜跨梁穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，“小結(jié)構(gòu)”為在錨桿（索）的影響下，巷道基本頂在形成的懸臂梁下形成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，沿空留巷在“大結(jié)構(gòu)”下的位置至關(guān)重要，同時(shí)，“小結(jié)構(gòu)”的穩(wěn)定對(duì)整個(gè)沿空留巷的影響起到根本作用。
　　(2)本文巷道支護(hù)形式為錨桿（索）支護(hù)，根據(jù)大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，該種支護(hù)對(duì)巷道的穩(wěn)定起到很好的作用，支護(hù)形式在本文三種方案中不變，本文主要通過(guò)對(duì)巷旁充填體寬度的變化來(lái)研究

4、沿空留巷的效果。結(jié)合理論規(guī)律和工程實(shí)際情況，提出三種支護(hù)方案，方案一:巷道采用錨桿（索）支護(hù)，巷旁設(shè)置3.0m混凝土C30充填體。方案二:巷道采用錨桿（索）支護(hù)，巷旁設(shè)置2.5m混凝土C30充填體。方案三:巷道采用錨桿（索）支護(hù)，巷旁設(shè)置2.0m混凝土C30充填體。本文從充填體和巷道圍巖的應(yīng)力應(yīng)變情況對(duì)三種方案進(jìn)行詳細(xì)分析，得出支護(hù)方式和充填體一定的情況下合理的充填體寬度。
　　(3)作者利用太原理工大學(xué)采礦工藝研究所1800mm