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2019年第11期
2019-11-20
293

动压作用大巷破碎围岩分区域差异性修复技术研究

  • 作者:

    王猛
    郑冬杰
    李杰
    岳振
    李文彪
  • 关键词:

    动压巷道
    破碎围岩
    岩支承应力
    注浆加固
    差异性修复技术
  • 作者单位:

    河南理工大学 能源科学与工程学院
    山西潞安集团蒲县黑龙煤业有限公司

摘要

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摘要:

为解决动压作用大巷破碎围岩稳定性维护困难的难题,以黑龙煤业2号煤层运输大巷延伸段为工程背景,综合采用现场实测、理论分析、数值模拟和工业性试验等方法,分析了试验巷道围岩变形破坏特征,研究了单次采动支承应力演化以及重复采动应力叠加效应,总结得到了动压作用大巷围岩大变形的主要影响因素及影响规律,揭示了动压作用大巷围岩变形失稳路径:试验巷道受采动影响后处于高应力环境下,巷道邻近断层发生活化,加上巷道揭露泥岩强度低,原支护结构体不足以控制其碎胀变形,诱发巷道产生大变形。同时,由于终采线设计不合理,巷道在工作面超前应力叠加影响下发生局部冒顶,严重影响了矿井安全生产。为此,提出了动压作用大巷围岩稳定控制路径:充分利用强度较大、岩层较厚的细粒砂岩岩层(顶板)自身承载能力,优化支护参数和控制停采线位置,促使锚杆(索)与围岩形成统一承载结构,改善巷道应力环境,保持围岩稳定,最终提出了动压作用大巷分区域差异性修复技术,形成了以“改善应力环境+高强高预应力支护+底角支护+滞后注浆”为核心的围岩控制技术体系,并成功应用于现场工业性试验。矿压监测结果表明,该技术的应用取得了良好的围岩控制效果,保证了矿井安全高效生产,可为类似条件的巷道支护、修复提供借鉴。

  • 不同修巷区域巷道变形量
  • 巷道平面支护
  • 破碎围岩注浆示意
  • 巷道支护断面
  • 动压巷道破碎围岩分区域差异性修复技术路线
  • 多次采动下工作面超前应力叠加演化特征
  • 单一采动下工作面超前应力演化特征
  • 数值计算模型
  • 顶板围岩裂隙探测结果
  • 冒顶及支护结构失效
  • 试验巷道原支护断面
  • 2号煤层采掘工程平面
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