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复杂应力条件下深部软岩巷道矿压控制研究

【摘要】: 深井软岩巷道矿压控制,一直是矿业工程难点问题之一。随着矿井开采规模的加大和开采向深部发展,深部软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出,能否解决好深部软岩巷道的支护等问题,是矿井开采向深部发展和安全生产的关键。本文针对白皎煤矿深部软岩巷道掘进和使用期间出现的巷道变形破坏的实际难题,结合现场施工经验,通过现场调查、实测、理论分析以及数值模拟相结合的研究方法,分析深部软岩巷道变形破坏原因、规律以及提出巷道矿压控制措施,在白皎煤矿试验区不同围岩条件、不同原岩应力的情况下选择多种支护方式进行现场试验研究,并最终分析出合理可行的支护手段,对深部软岩巷道的矿压控制有一定的指导作用。本文主要取得了以下研究成果: (1)采用多点位移计观测巷道开挖后围岩松动情况,分析得知在白皎煤矿深部未采煤体下方的软岩巷道围岩,在锚网梁喷支护条件下其围岩松动圈范围为4.0~5.0m左右;在采空区下方开挖的巷道可监测范围内其深部围岩位移在10.0mm以内,基本无松动; (2)通过ANSYS有限元软件对煤体和采空区卸压带下方软岩巷道分别选择两种不同支护手段进行数值模拟分析,分析出在不同应力条件下各支护手段对巷道围岩的控制效果、应力场分布以及塑性区分布情况; (3)在白皎煤矿使用锚索作为二次支护,并通过现场观测对比分析,锚网梁喷作一次支护,锚索补强为二次支护的支护手段更能有效控制深部软岩巷道变形破坏; (4)在采空区卸压带下方,锚网梁喷支护和拱形钢拱架加混凝土碹支护均能有效控制其巷道变形,为解决跨上山回采“掘前预采”提供了实例分析;

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