利民煤矿迎回采面沿空掘巷围岩稳定控制技术研究

作     者：种德雨 

作者单位：中国矿业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：柏建彪

授予年度：2014年

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

主      题：迎回采面 沿空掘巷 掘巷时机 动态分段控制 锚杆支护 

摘      要：迎回采面沿空掘巷不仅具有传统沿空掘巷在采出率、应力环境、维护条件方面的优势，而且能有效缓解紧张的采掘接替关系，在国内矿区有不少成功应用实例。迎回采面沿空掘巷关键阶段“迎采段要经历毗邻回采面侧向老顶断裂至再稳定的全过程动压作用，要先后经历3次附加应力扰动，巷道围岩变形量大、维护困难。 本文针对利民煤矿0913回风顺槽迎回采面沿空掘巷特有的应力环境，为能有效的保持巷道围岩的稳定，采用理论分析、数值计算结合工业性试验的研究手段，取得了以下6个方面的研究结论： （1）通过分析迎采巷道所受应力的差异及毗邻工作面回采产生的波动高应力对迎采沿空巷道掘进的影响，确定了迎回采面沿空掘巷的时空效应4阶段，并剖析了各阶段迎采巷道的稳定性，得到“迎采段是沿空掘巷围岩稳定控制的关键阶段;（2）通过分析关键阶段“迎采段应力分布曲线的分布形式、峰值点、应力集中系数、增长率等，确定了毗邻回采面附加采动应力对掘进的强烈影响区间，从而确定了合理的掘巷时机;（3）通过分析迎采巷道在留设不同宽度窄煤柱条件下，关键阶段“迎采段留设窄煤柱宽度与应力分布、位移场及围岩变形量的相关性，结合理论计算及窄煤柱设计原则，确定合理的窄煤柱宽度为5m;（4）针对迎采巷道所受应力扰动特点，认为保持迎回采面沿空掘巷巷道围岩整体稳定的关键是有效固结顶板和窄煤柱帮，提高其承载能力，保持围岩小结构的稳定;（5）根据迎采巷道各段差异化的应力环境，提出了“动态分段控制巷道围岩稳定，针对迎采段巷道复杂的应力环境，提出了在“迎采段采用高强度高预紧力锚杆支护配合单体液压支柱+π钢梁控制围岩的支护技术;（6）确定了利民煤矿试验巷道各段的支护参数，并进行了工业性试验，有效的控制巷道围岩变形，满足生产要求，经济和社会效益显著。