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采矿与安全工程学报 2012年第1期29卷 8-13页

作者：杨本生耿学良孙利辉宋献忠张利河北工程大学资源学院河北邯郸056038 潞安环保能源开发股份有限公司山西长治046011

针对五阳矿76#-2厚煤层专用回风巷道底板经常发生大变形破坏,通过研究厚煤层巷道底鼓机制及控制原理,提出对厚煤层巷道底板进行中、深部加固的治理思想控制底鼓。采用FLAC3D模拟了不同支护方法对底板的作用,研究表明：底板无支护,底板... 详细信息

针对五阳矿76#-2厚煤层专用回风巷道底板经常发生大变形破坏,通过研究厚煤层巷道底鼓机制及控制原理,提出对厚煤层巷道底板进行中、深部加固的治理思想控制底鼓。采用FLAC3D模拟了不同支护方法对底板的作用,研究表明：底板无支护,底板变形量为1.3~1.6 m,在采动应力扰动下,底板破坏范围将逐渐增大;采用锚网浆支护,底板塑性破坏区相应减少,但受到应力扰动的影响,底鼓量为0.7~1.0 m,仍不能满足生产需要;采用高强度锚索束分区注浆及混凝土条块耦合支护（锚混凝土浆支护）,底板围岩塑性区明显缩小,底鼓量仅为0.24~0.38 m,达到控制底板变形的要求。通过对锚混凝土浆支护方法进行工程试验,结果表明：巷道两帮收缩量226 mm,底鼓量283 mm,分别减少了56.5%,83.4%,有效控制了厚煤层巷道底板的较大变形。

关键词：底鼓控制大变形破坏底板中深部注浆

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五阳矿厚煤层巷道底鼓机制及控制研究

五阳矿厚煤层巷道底鼓机制及控制研究

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作者：耿学良河北工程大学

学位级别：硕士

目前,大多数巷道底鼓控制方案仅仅围绕加固巷道浅部岩体或改善其它部位受力环境进行的,较少研究底板中、深部岩体的稳定性对底鼓的影响,特别是对厚煤层底鼓的研究。厚煤层巷道底板在高水平地应力和采动应力双重作用下,破坏范围广、深度... 详细信息

目前,大多数巷道底鼓控制方案仅仅围绕加固巷道浅部岩体或改善其它部位受力环境进行的,较少研究底板中、深部岩体的稳定性对底鼓的影响,特别是对厚煤层底鼓的研究。厚煤层巷道底板在高水平地应力和采动应力双重作用下,破坏范围广、深度大,单一的浅部加固支护方式难以奏效。因此,本文针对五阳煤矿76采区厚煤层专用回风巷道严重底鼓问题,通过现场工程地质调查、底板受力状态理论分析、支护方案数值模拟研究、开采扰动相似材料模拟以及现场工业性试验相结合的方法研究了厚煤层巷道底板的变形特征,分析了单一浅部注浆与中深部注浆支护下的围岩变形规律,揭示了厚煤层巷道底鼓机理。主要结论如下：（1）建立了厚煤层巷道底板受力模型,计算得到了底板岩体应变分布规律。结果表明,拉应变零点位于底板3.2m左右,拉应变零点以上,岩体主要受水平应力挤压的作用;拉应变零点以下,由于受到移动空间的限制,岩体向深部发生微量变形。（2）采用弹塑性和应变软化本构模型分别对圆柱形试件进行单轴压缩、拉伸加载试验,结果表明,Mohr-Coulomb （?）单塑性计算结果与室内普遍试验不符,峰值前具有明显的强化现象。应变软化模型计算结果与实际试验基本一致,加载初期,应力呈为线弹性增加;峰值强度后,试件发生明显应变软化现象。（3）提出了三种厚煤层巷道底鼓控制方案即锚注支护、U型钢反底拱注浆支护及锚砼浆支护,通过数值计算模拟了不同支护方案的应力场、位移场、围岩塑性区等变化特征,结果表明,后两种支护方案满足工程实践的需要。（4）底板锚索束注浆量分布特征表明,注浆量与岩体破坏范围呈正比,得出76采区厚煤层专用回风巷道单个钻孔注浆量为16.2m3-28.6m3,为相似条件下锚索束注浆支护工程实践提供经验和依据。（5）工程试验表明,底板采用锚梁浆支护,巷道两帮相对移近量为327mm,底鼓量为268mm,分别减少了56.5%、83.4%,有效控制了厚煤层巷道底板的较大变形。

关键词：底鼓控制大变形破坏底板中深部注浆底板力学模型锚索束

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