近距重復采動無墻體沿空留巷圍巖穩(wěn)定與控制技術.pdf

1、老母坡煤礦2煤、3煤層間距6?12m，埋深較淺，無瓦斯隱患，為解決工作面接續(xù)緊張、資源采出率低等難題，進行了近距煤層重復采動條件下得無充填墻體沿空留巷。目前對于單一煤層開采條件下沿空留巷圍巖控制技術研究較多，但對于近距重復釆動下無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)場實測等方法，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)下留巷頂板結構及其荷載特征，提出了重復釆

2、動無墻體沿空留巷切頂力學模型，闡明了留巷側向基本頂?shù)臄嗔哑胶鈾C制，結合“給定載荷”、“給定變形”、“采空區(qū)矸石側壓”以及“底板比壓”，設計了巷旁強力切頂支架作為巷旁支護方式，完善了近距煤層重復釆動無墻體沿空留巷圍巖控制體系。主要研究成果如下：
　　(1)運用彈塑性理論，結合上覆煤層頂板垮落特點及其應力分布推導得出上覆煤層釆后底板損傷破壞深度，并通過數(shù)值模擬及現(xiàn)場RQD質量指標實測進行驗證；通過底板屈服比計算及老母坡礦實際地質條件，

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煤頂板錨索長度的確定提供了初步依據(jù)。
　　(2)以老母坡煤礦地質條件為例，通過數(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墻體沿空留巷圍巖控制提供可靠的理論基礎。
　　(3)針對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算依據(jù)，分析了上覆煤層釆后下伏沿空留巷側向基本頂?shù)钠茢嗍Х€(wěn)特征。
　　(4)通過對國內無墻體沿空留巷的成

4、功案例進行歸納總結，分析了無墻體沿空留巷的適用條件；依據(jù)無墻體沿空留巷切頂力學模型，結合“給定載荷”、“給定變形”、“采空區(qū)矸石側壓”等分析了巷旁切頂支架載荷的設計依據(jù)；通過數(shù)值模擬計算，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)及其對沿空留巷圍巖應力分布及位移的影響情況;通過模擬分析巷內1排、2排及3排單體支護時，留巷頂板及實體煤支承壓力及圍巖變形情況，確定合理的巷內

5、輔助單體支撐密度。
　　(5)針對近距下伏煤層頂板受上覆煤層采動損傷影響，沿空留巷頂板破碎易冒頂?shù)劝踩[患問題，采用現(xiàn)場試驗的方法確定了包括掘進期間錨桿的施工預緊力矩、合理的錨索支護長度以及留巷期間的巷旁強力切頂支架切頂、頂板深淺孔聯(lián)合注漿加固技術、防漏風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釆動無墻體沿空留巷技術，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釆動無