【摘 要】
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本文基于石拉乌素煤矿穿层巷道—回风大巷的工程地质条件,采用岩石力学实验、理论分析、数值模拟及现场实测相结合的方法,研究了穿层巷道围岩非均匀变形规律,优化了相关支护
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本文基于石拉乌素煤矿穿层巷道—回风大巷的工程地质条件,采用岩石力学实验、理论分析、数值模拟及现场实测相结合的方法,研究了穿层巷道围岩非均匀变形规律,优化了相关支护参数,形成了有效的支护控制技术。首先,通过现场岩石取样,进行了岩样的物理力学性能参数测试,结果表明,巷道围岩整体强度较低,属于易破碎的软岩。其次,在力学测试实验的基础上,运用UDEC软件模拟了不同层位、不同煤厚、不同煤层节理倾角穿层巷道围岩的非均匀变形规律,研究表明,巷道由岩层穿层进入煤层,围岩塑性区范围及顶底板变形量分别增大了2m、190mm;巷道穿层时,围岩的均质性对巷道变形具有很大影响。随着煤层厚度的增加及围岩均质性的减弱,围岩塑性区范围和变形不再呈对称分布,且大巷穿层过程中巷道右帮变形大于左帮,顶板变形与底板底鼓随煤层厚度的增大其差值逐渐变大;随煤层节理角度增大巷道两帮移近量不断增大,当节理面倾角θ<40°时,顶底板移近量随θ增大而增大,而节理面倾角θ>40°时,顶底板收敛量随θ增大而减小。再次,根据穿层大巷围岩变形规律,对穿层巷道围岩支护方式及参数进行了模拟优化研究,最终确定采用锚网索喷+U型支架联合支护方案,可有效地控制穿层大巷围岩的变形破坏。最后,通过现场工程实践对穿层大巷围岩变形规律进行了观测,观测表明,石拉乌素煤矿回风大巷右帮及肩角围岩受力及变形比左帮和顶板大,大巷进入2-2上煤层后,巷道两帮片帮及顶板变形较穿层前严重,但总体上围岩控制效果较好。
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