• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤层群采动下围岩应力演化规律及协同控制技术研究
  • 66
  • 作者

    吴少康张俊文徐佑林宋治祥张杨范文兵董续凯张际涛陈志松

  • 单位

    中国矿业大学(北京)能源与矿业学院 贵州理工学院矿业工程学院 贵州黔诚力锦科技有限公司湖南科技大学资源环境与安全工程学院 贵州大学矿业学院

  • 摘要
    针对煤层群开采过程中巷道支护困难问题,以贵州土城矿212回风石门为工程背景。综合采用现场调研、数值模拟、相似模拟及现场试验等手段,揭示了212回风石门应力演化规律,并提出了“卸-转-固”协同控制技术。研究结果表明:212回风石门遭受破坏的主要原因是煤层群采动过程中存在的地质力学问题导致了围岩失稳。巷道底板及两帮在采动过程中产生不同程度的应力集中。当遭受垂直应力挤压时,巷道底部承受的挤压力较大,而顶部围岩承受的拉伸力较大,由于力学不平衡导致围岩的破坏。基于此提出了“卸-转-固”协同控制技术。通过爆破卸压的方式,利用爆破产生的冲击波引起围岩的震动和应力波动,使表层围岩中原本集中的应力分散到更深的围岩区域,降低表层围岩的应力集中程度。同时,利用爆轰和封孔工艺进一步加固卸压孔周围的围岩,形成两个承载结构。即由巷道支护体形成的内承载体和由深部围岩形成的外承载体。两者相互作用有效承受巷道浅部及深部围岩的应力,并转移到支护结构,起到保护和稳定围岩的作用。利用该技术在212回风石门现场试验,结果显示:使用该技术区域应力长期趋于稳定甚至缓慢降低,巷道顶底板及两帮移近速率分别降低了74.49%及47.67%,底鼓量降低了77.2%。而未使用该技术区域应力出现不同程度的上升,表面位移收敛严重。由此可得,围岩控制效果显著。该技术已成功推广到贵州其它不同地质环境的煤矿,均取得了显著效果。
  • 关键词

    煤层群采动应力底鼓巷道支护“卸-转-固”协同控制技术

  • 文章目录
    0 引言
    1 工程背景
    2 巷道围岩变形破坏特征分析
    2.1 巷道支护现状
    2.2 巷道变形破坏原因分析
    3巷道破坏机理研究
    3.1 建立数值模型
    3.2 监测方案
    3.3径向垂直应力及水平应力演化规律
    3.4 巷道轴向方向采动应力演化规律
    4相似模拟实验研究
    4.1 相似材料配比确定
    4.2 监测点布置方案
    4.3 岩层运动规律分析
    5“卸-转-固”协同控制技术
    5.1“卸-转-固”协同控制技术原理
    5.2 巷道围岩支护技术工艺
    6应用效果分析
    6.1 监测方案
    6.2 矿压观测结果及分析
    7结论
相关问题

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