风氧化软岩巷道变形机理及其控制研究

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软岩引起的煤矿井巷的破坏现象已经非常普遍,严重影响着煤矿生产安全、效率和效益的提高,因此已经引起国内外学术界和相关部门的高度重视。在构造应力的作用下,受风氧化影响的软岩节理裂隙发育、破碎,在此类软弱围岩中布置的巷道变形强烈,往往由于采取的巷道支护措施不当,使得大量破碎软岩巷道的返修率居高不下,不仅浪费大量人力物力财力,而且直接影响矿井高效生产,危及工作人员的人身安全。风氧化软岩巷道的支护技术已经成为一个亟待解决的问题。以山西长治羊头岭红旗煤业有限公司9#煤层皮带、轨道、回风巷为研究对象,针对9#煤层巷道围岩受风氧化严重且受构造应力、下部15#煤层开采时的动压影响,支护困难的问题,在总结前人的研宄成果和工程类比的基础上,对风氧化软岩巷道的变形破坏特征、变形破坏影响因素和变形机理进行了深入研宄,在9#煤层巷道顶底板和两帮采取煤岩样,并通过实验室试验获得了其物理力学参数;对9#煤层巷道皮带巷顶板进行钻孔窥视,并由9#煤巷道所取的煤岩样实验室物理力学参数通过岩体参数计算软件RocLab得到了9#煤巷道围岩岩体力学性质参数。以皮带巷、轨道巷和回风巷所处的围岩地质条件与开采条件为基础,过数值模拟,对大巷围岩的应力分布、围岩变形情况、围岩破坏情况、岩层移动情况和煤柱上的应力分布进行了分析,确定了巷道发生失稳破坏的机理。根据围岩完整性分析、巷道变形原因分析以及变形数值分析,结合工程类比的方法,提出了锚索+锚杆+网+U型钢支架联合支护方案及其支护参数。
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