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2019年第12期
2019-12-13
473

动载冲击地压巷道围岩稳定性多层次控制技术

  • 作者:

    焦建康
    鞠文君
    吴拥政
    何杰
  • 关键词:

    冲击地压
    钻孔卸压
    锚杆支护
    巷道防护
  • 作者单位:

    天地科技股份有限公司 开采设计事业部
    煤炭科学研究总院 开采研究分院
    煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室

摘要

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摘要:

针对动载巷道易发生冲击地压的问题,以义马矿区动载冲击地压巷道为工程背景,采用现场实测、实验室试验、数值模拟相结合的方法,统计分析了动载冲击地压巷道冲击破坏特征和破坏原因,提出了动载冲击地压巷道围岩 “深部卸压-浅部强支-巷表防护”多层次控制技术。研究结果表明:义马矿区动载扰动冲击地压巷道冲击破坏特征主要表现为:①巷道围岩瞬时变形量大;②巷道底鼓严重;③变形破坏程度和震源能量正相关;④冲击破坏之前,巷道围岩缓慢变形严重;⑤锚杆支护体系严重失效。巷道冲击破坏的主要原因为:高原岩应力和采动应力叠加形成的高静载应力集中、坚硬顶板脆断形成的动载扰动、巷道围岩“外碎内脆”的结构特性以及锚杆支护参数不合理导致的巷道围岩承载能力低。大直径钻孔卸压可以降低应力集中程度和范围,减小冲击破坏释放的能量,减缓动载对巷道围岩的扰动,从而降低巷道围岩发生冲击破坏的风险;针对不同锚固围岩破坏模式,采用加长或全长高预应力锚固、超高强度锚杆以及全断面支护,辅以金属可缩性支架防护巷道空间,可以有效提高冲击地压巷道围岩的自身的抗冲击性能。经实践,监测区域巷道围岩未发生冲击破坏,巷道位移和锚杆(索)受力均在允许范围内,验证了控制技术的可行性。

  • 底板支护前后锚固围岩破坏特征
  • 底板支护前后底板位移
  • 底板支护前后围岩质点振动速度
  • 不同支护材料锚杆(索)受力
  • 不同锚固方式巷道围岩破坏模式
  • 不同锚固方式巷道围岩质点振动速度
  • 卸压前后巷道锚固围岩形量
  • 卸压前后巷道围岩质点振动速度
  • 卸压前后围岩弹性能分布
  • 卸压前后围岩塑性区和支承压力分布
  • 动载冲击地压巷道围岩稳定性多层次控制体系
  • 义马矿区煤岩样单轴压缩应力-应变曲线
  • 义马煤田地层柱状
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