上行开采采动破裂围岩巷道失稳及安全控制技术研究

作     者：苏亚峰 

作者单位：安徽理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：常聚才

授予年度：2016年

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

主      题：上行开采 上部巷道 破裂围岩 巷道支护 相似模拟 

摘      要：近年来伴随经济的高速发展,煤炭作为我国主要能源,其消耗量不断增大,随之煤炭的开采量逐年增加,而随着我国大部分老矿区浅埋煤层的枯竭,矿井的开采深度逐年增加,采深的增大意味着地应力的增大,同时受矿井瓦斯制约的煤矿数量增加,煤炭开采条件趋于恶劣。为了适应日益复杂的矿井瓦斯问题,并且解决瓦斯突出煤层的开采问题,国内外普遍采用开采保护层的方法来解放被保护煤层。但采用上行开采的方法时,保护层顶板岩性必然会受到一定程度的影响,因此对上部原有巷道的留设支护问题提出较高要求。本文根据淮北朱仙庄矿Ⅱ 5采区下保护层开采的实际情况,研究下部工作面开采时,上部原有巷道的留设支护问题。在研究过程中采用理论分析、相似模拟和数值模拟的方法,分别从以下问题来研究上行开采过程中上部受采动影响的破裂围岩巷道失稳机理和安全支护措施：经理论分析,确定上覆巷道围岩失稳原因及具体过程,分析动压影响巷道围岩破坏机理及影响巷道稳定性因素,通过力学模型的建立,根据工程实际计算出下保护层开采的影响范围;采用实验室相似模拟实验,按比例建造模型进行模拟开挖,根据所设应力、位移测线所得数据及模型破坏现象,分析总结上行开采上覆岩层及巷道的变形破坏规律、应力场分布规律;使用FLACD数值模拟软件,模拟10煤开挖过程,分析总结10煤开采过程中上部巷道围岩的变形破坏规律及应力分布规律;通过以上方法分析得出的巷道失稳破坏规律,针对性的提出采用巷道注浆、锚杆补强和架棚的联合支护方法,对巷道底板出现的底鼓采用胶囊管注浆技术进行加固支护,维护巷道的稳定性,保证巷道的安全留设与使用,为以后相邻矿区的相似开采条件提供参考。