極近距離煤層開(kāi)采巷道支護(hù)技術(shù)研究.pdf

1、極近距離煤層開(kāi)采條件下，由于煤層間距極小，下煤層開(kāi)采前頂板的完整性已受到上覆煤層開(kāi)采的損傷破壞，導(dǎo)致下煤層回采巷道維護(hù)困難，其控制原理和支護(hù)方案的合理確定仍是一個(gè)難題。
　　下煤層開(kāi)采時(shí)圍巖的穩(wěn)定性與上煤層開(kāi)采的影響程度密切相關(guān)，如果上煤層的開(kāi)采方式不同，下煤層開(kāi)采時(shí)頂板的整體力學(xué)環(huán)境也就不同，如當(dāng)上煤層采用長(zhǎng)壁全部垮落法開(kāi)采時(shí)，下煤層開(kāi)采時(shí)的頂板為上煤層開(kāi)采而遭到損傷的層間巖層和上煤層開(kāi)采已垮落的矸石，下煤層開(kāi)采時(shí)的頂板邊界條件

2、為散體邊界條件；若上煤層開(kāi)采為刀柱式采煤法，上煤層開(kāi)采后采空區(qū)殘留的諸多煤柱在底板形成集中壓力，下煤層開(kāi)采時(shí)的頂板邊界條件為集中載荷邊界條件。不同的邊界條件下，必然使下煤層開(kāi)采的礦山壓力顯現(xiàn)呈現(xiàn)出多樣性。
　　本文分別對(duì)三泉礦長(zhǎng)壁采空區(qū)下極近距離煤層開(kāi)采條件、王封礦刀柱采空區(qū)下極近距離煤層開(kāi)采條件，運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法進(jìn)行了巷道支護(hù)方面的研究。主要研究成果如下：
　　（1）研究了三泉礦長(zhǎng)壁工作面開(kāi)采煤柱穩(wěn)定

3、性和煤柱載荷在底板煤巖層中的應(yīng)力分布規(guī)律；理論分析了巷道在非均勻應(yīng)力場(chǎng)中，支護(hù)體結(jié)構(gòu)更易出現(xiàn)局部過(guò)載，產(chǎn)生局部破壞，最終可能導(dǎo)致支護(hù)體結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的原因；計(jì)算確定出了下煤層回采巷道合理內(nèi)錯(cuò)距離。
　?。?）運(yùn)用彈塑性理論、滑移線場(chǎng)理論計(jì)算出上煤層開(kāi)采后底板破壞深度范圍，并據(jù)此將三泉礦11號(hào)煤層巷道頂板分為三種類型：破碎松散頂板類型、裂隙較發(fā)育頂板類型以及普通頂板類型，最后將三泉礦11號(hào)煤層巷道分段支護(hù)范圍定為：小于2m的巷道、2-4m

4、的巷道與4m以上的巷道，對(duì)這三種層間距的巷道分段進(jìn)行支護(hù)并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐進(jìn)行驗(yàn)證。
　　（3）對(duì)王封礦8號(hào)煤層刀柱群下巷道圍巖應(yīng)力條件進(jìn)行分析得出：刀柱群下巷道頂板壓力分布是呈波動(dòng)性交替變化特征，研究了刀柱采空區(qū)下巷道圍巖應(yīng)力條件并對(duì)支架進(jìn)行力學(xué)性能分析；刀柱群下巷道圍巖變形與破壞程度表現(xiàn)出極強(qiáng)的位置相關(guān)性：①位于煤柱下方的煤巖層近似承受以垂直應(yīng)力為最大主應(yīng)力，水平應(yīng)力為最小主應(yīng)力的壓應(yīng)力場(chǎng)；②位于采空區(qū)下方的煤巖層近似承受以水平應(yīng)