城郊礦深部軟巖復合頂板煤巷“幫頂同治”支護原理及應用.pdf

1、城郊礦二水平開采目前已進入全面展開的階段，開采深度增大，導致地壓也隨之增大，地質條件惡化，以往淺部的支護形式已無法滿足礦井深部圍巖的支護要求。特別是對于深部高應力軟巖復合頂板煤巷，支護效果差、維護極為困難等問題日益暴露，已嚴重地影響礦井正常生產(chǎn)。因此，急需對城郊礦二水平深部高應力軟巖復合頂板煤巷的破壞機理和支護方式進行研究，保證礦井安全高效生產(chǎn)。
　　本研究結合目前國內外現(xiàn)有的巷道支護理論和技術，采用力學分析、數(shù)值模擬、實驗室?guī)r石

2、強度測試和現(xiàn)場工業(yè)性試驗等研究方法，深入分析了城郊煤礦二水平深部軟巖復合頂板煤巷的破壞特征和變形機理。提出了城郊礦深部軟巖復合頂板煤巷“幫頂同治”支護原理和與之相對應的城郊礦二水平煤巷支護技術，并在城郊煤礦21304區(qū)段運輸平巷試驗應用成功，有效控制了巷道圍巖變形，實現(xiàn)了“幫頂同治”。研究內容和結論如下：
　　1）分析了城郊礦二水平煤巷圍巖賦存特征，計算了城郊礦二水平地應力，城郊礦二水平的垂直應力?v=16.755~20.915

3、MPa，最大水平應力?H=24.308~29.068 MPa，并對二水平典型煤巷圍巖強度進行了實驗室測試，由此確定城郊礦二水平煤巷頂板為典型的深部軟巖復合頂板。
　　2）總結了城郊礦二水平煤巷變形破壞特征，建立了復合頂板煤巷破壞力學模型，通過力學分析，得到了復合頂板巷道破壞的力學機理；采用力學推導、數(shù)值模擬計算對比分析不同支護結構，認為“巷道幫、頂整體支護”結構為最優(yōu)支護結構，并基于此提出了針對城郊煤礦深部軟巖復合頂板煤巷的“幫頂

4、同治”支護原理。
　　3）針對城郊礦二水平煤巷兩幫煤體強度極低的賦存特點，研究了松軟煤體中錨桿支護失效的機理，提出了適合城郊礦二水平煤巷的幫部加固技術和包括對拉錨索在內的松軟煤層加固對策。
　　4）根據(jù)復合頂板“幫頂同治”支護原理，從頂板錨固體加固、支護附件和頂板錨索三個方面，對城郊礦現(xiàn)有的頂板加固技術進行優(yōu)化，滿足了城郊礦二水平煤巷支護的技術要求，并以此提出了城郊礦深部“幫頂同治”支護技術。
　　5）研究結論及成果成