極近距離下煤層圍巖破壞規(guī)律及支護(hù)參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、極近距離煤層群采用下行開采，下煤層頂板整體結(jié)構(gòu)勢(shì)必會(huì)受到上煤層采動(dòng)的影響，出現(xiàn)頂板破碎，應(yīng)力集中等現(xiàn)象。馬坊煤礦10603工作面距離上煤層4.2m，頂板為兩層砂質(zhì)頁(yè)巖夾0.8m不穩(wěn)定薄煤層的復(fù)合頂板，屬典型復(fù)雜圍巖環(huán)境極近距離煤層開采。由于該礦首次采用綜采工藝，開切眼斷面跨度較普采顯著增加，支護(hù)難度加大，合理開切眼位置和支護(hù)形式、參數(shù)的確定沒有經(jīng)驗(yàn)可借鑒，如何科學(xué)布置開切眼，保證支架等綜采設(shè)備安裝時(shí)巷道的穩(wěn)定，是該礦首先面臨的技術(shù)難題。

2、
　　本文綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法，針對(duì)以上技術(shù)難題，對(duì)極近距離下煤層開切眼合理位置的確定、圍巖特征及破壞規(guī)律、支護(hù)形式和支護(hù)參數(shù)優(yōu)化等問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究，得出以下主要研究成果:
　　(1)利用圍巖可視化探測(cè)技術(shù)，對(duì)下煤層頂板損傷情況進(jìn)行觀測(cè)，研究表明，頂板主要破壞形式為在弱面處的離層破壞，存在兩條帶狀破裂區(qū)，破裂區(qū)與復(fù)合頂板中間煤線的上下界面位置重合。
　　(2)建立相關(guān)力學(xué)模型，對(duì)上煤層開采

3、后底板的損傷深度及采空區(qū)邊界煤柱支承壓力在底板中的分布規(guī)律進(jìn)行研究，結(jié)合數(shù)值模擬方法，論證了在邊界煤柱下布置開切眼的可行性，確定了10603綜采開切眼的合理位置。
　　(3)分析了薄層煤巖復(fù)合頂板結(jié)構(gòu)特征及破壞規(guī)律，研究表明，頂板破壞與兩幫破壞相互作用，具有明顯疊加性，易發(fā)生連鎖循環(huán)破壞，對(duì)于大斷面開切眼巷道，破壞表現(xiàn)尤為顯著。
　　(4)深入分析了架棚支護(hù)與錨網(wǎng)支護(hù)各自的適應(yīng)性和作用機(jī)理，結(jié)合經(jīng)濟(jì)對(duì)比和數(shù)值模擬方法，確定1