基本頂破斷位置對(duì)煤柱穩(wěn)定性影響及沿空掘巷支護(hù)研究.pdf

1、沿空掘巷作為煤礦回采巷道的一種主要布置形式，正被廣泛的應(yīng)用于各類煤礦。沿空巷道窄煤柱的穩(wěn)定性及巷道支護(hù)技術(shù)的研究也是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的難點(diǎn)。本文以曲江礦603工作面回風(fēng)巷為工程背景，采用理論分析、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，分析了沿空掘巷基本頂破斷對(duì)窄煤柱穩(wěn)定性的影響，并對(duì)沿空巷道支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了全面的研究。
　　建立沿空巷道圍巖結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，運(yùn)用力學(xué)理論推導(dǎo)出基本頂五種不同破斷位置時(shí)煤柱荷載的計(jì)算公式。可知增強(qiáng)實(shí)體煤幫支護(hù)強(qiáng)度

2、，減小巷道高度，可減小煤柱的變形。通過(guò)比較可知：基本頂斷裂關(guān)鍵塊不能形成鉸接結(jié)構(gòu)時(shí)，煤柱變形最??；若基本頂斷裂時(shí)關(guān)鍵塊形成鉸接結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵塊B斷裂于煤柱外側(cè)時(shí)對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定性最有利，斷裂于巷道上方時(shí)對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定性最不利。
　　運(yùn)用UDEC軟件模擬了五種破斷位置時(shí)窄煤柱變形情況及應(yīng)力特征，并分析了窄煤柱寬度、基本頂厚度、巷道高度以及直接頂厚度對(duì)窄煤柱穩(wěn)定性的影響。五種不同破斷位置時(shí)窄煤柱變形程度從小到大依次為：煤柱外側(cè)（不形成鉸接結(jié)

3、構(gòu)），煤柱外側(cè)，實(shí)體煤上方，窄煤柱上方，巷道上方。
　　總結(jié)了曲江礦沿空掘巷圍巖破壞的幾種表現(xiàn)形式；提出采用高預(yù)應(yīng)力桁架錨索梁的支護(hù)方式，并分析了桁架錨索梁的支護(hù)機(jī)理和沿空掘巷巷道的支護(hù)原理，采用桁架錨索梁支護(hù)后巷道圍巖的變形得到了有效的控制。
　　結(jié)合數(shù)值模擬和理論計(jì)算方法分別對(duì)煤柱合理寬度進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)過(guò)對(duì)比分析最終優(yōu)選出5m為最合理的寬度；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)推斷曲江礦603工作面基本頂破斷位置在窄煤柱外側(cè)；根據(jù)曲江礦603工作面回