赵家沟矿2号煤层三采区半煤岩巷支护优化技术研究

发布时间：2020-05-08 05:09

【摘要】：本文主要围绕赵家沟矿2号煤层三采区采准巷道支护方案优化设计展开研究,在充分了解赵家沟矿2号煤层的原先支护设计以及在生产过程中出现的一系列巷道围岩控制难题的前提下,采用理论计算、数值模拟、现场工业性试验等研究手段得出:采用0.8m×0.8m的锚杆间排距对2号煤层三采区采准巷道顶板及两帮能够实现明显控制,且在现场工业性试验中取得了优越的支护效果。主要研究成果列举如下:(1)结合2号煤层的地质构造、水文地质条件,顶底板岩性、工作面层间关系等地质资料,对2号煤层三采区的顶底板条件作出了工业性评价,并根据煤层赋存情况以及应力赋存状态,结合井下工作面生产能力与实际生产要求,确定了三采区采准巷道断面形状和尺寸。(2)基于锚杆悬吊支护理论,对赵家沟矿2号煤层三采区采准巷道的支护参数进行优化设计,且提出优化改进后的支护方案,强调在顶板破碎条件下优先使用全长锚固预应力锚杆,配合使用减磨垫圈和调心球垫等支护构件,提高了预应力施加强度与其扩散范围,在围岩表面能够形成具有一定厚度的压缩带,增强围岩的稳定性。(3)运用数值模拟软件FLAC~(3D)5.0,根据2号煤层围岩力学参数,建立等效模拟模型,通过模拟运输顺槽不同断面尺寸大小条件下0.8m×0.8m的锚杆间排距的支护效果,发现0.8m×0.8m的锚杆间排距在赵家沟煤矿2号煤层都能够实现有效控制,减少巷道变形及顶板离层与水平错动,增强巷道围岩稳定性。(4)结合现场工业性试验开展的2号煤层三采区采掘工作面围岩松动圈测试,得出2号煤层工作面帮部围岩强度高、工作面易受到较大的采动和扰动影响的特点。并且通过2号煤层三采区采准巷道的矿压现场监测数据记录,针对性的优化巷道支护方案,通过数值模拟与现场实测验证分析得出赵家沟矿2号煤层三采区采准巷道支护方案设计合理,支护效果显著,能够实现巷道顶板及两帮变形控制,有效的满足了井下安全生产的需求。
【图文】：

技术路线图,支护方案,准备巷道,工业性实验

1 绪论支护方案；（3）现场应用支护方案及支护参数，并根据监测效果及时调整施工工序及支数，，达到控制手段与经济效益最大化。.4.2 技术路线图对于赵家沟矿 2 号煤三采区工作面巷道支护技术的研究，首先对赵家沟矿的资料和锚杆支护相关文献进行搜集，然后在 2 号煤三采区工作面现场进行调研查。结合收集的资料和现场调研的结果进行整理和分析，为赵家沟矿 2 号煤三回采和准备巷道设计研究打下坚实的基础。结合理论分析、数值模拟、工业性等多元化研究手段设计出最优支护方案并进行工业性实验，最后得出研究成果论文的研究技术路线如图 1-2 所示。

煤层顶底板,岩性特征

图 2-1 2 号煤层顶底板岩性特征图Lithological Characteristic Map of Roof and Floor of No.2 C文地质情况：奥陶系中统上马家沟组、峰峰组碳酸盐岩岩溶裂；石炭系上统太原组石灰岩岩溶裂隙含水层组，富石盒子组砂岩裂隙含水层组，富水性弱；二叠系上，富水性弱；基岩风化裂隙含水层组，低处比高处层，含水性随降雨的变化而变化。部分处于奥灰水带压区，最大突水系数 0.02MPa/m煤尘及其它煤炭工业厅晋煤发 [2013]1707 号《关于山西石楼华联合试运转期间瓦斯等级鉴定报告的批复》，2012m3/min，掘掘进面最大绝对瓦斯涌出量为 0.08 m3/山西省煤炭工业厅综合测试中心 2013 年 9 月 16 日
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD353

【参考文献】