文家坡煤矿4102工作面运输巷支护技术研究

发布时间：2020-05-21 17:18

【摘要】：巷道变形破坏是煤矿井下常见的一种现象。彬长矿区普遍存在工作面巷道大变形、底鼓、支护失效等问题。本文以文家坡煤矿4102工作面运输巷为工程背景,采用实验室实验、现场观测、理论分析、数值模拟等方法,对工作面支护技术进行了研究。(1)进行了现场采样,在实验室对围岩进行了岩石力学、膨胀性和X射线衍射实验,得到了围岩的力学参数,同时实验结果表明4102运输巷底板泥岩含有高含量的蒙脱石、伊利石和高岭石等矿物质,底板软化系数为0.3,吸水性强,膨胀性大。(2)采用围岩松动圈测试和巷道表面位移观测等方法,分析了巷道变形破坏特征。顶板松动圈为2100mm,两帮为1500mm,属于大松动圈巷道。掘进期间,巷道变形形式以顶板下沉为主,最大值达600mm;成巷后以底鼓为主,最大值达1500mm;受采动影响期间,顶板下沉和底鼓几乎同步。底鼓按巷道长度方向具有明显的分段性。(3)通过分析得出引起巷道变形破坏的根本原因为围岩岩性,直接原因是高应力,重要原因是裂隙水。尤其是裂隙水降低了围岩的强度,底板遇水后软化、膨胀。通过受力分析,揭示了巷道变形破坏机理:掘进期间在高应力作用下顶板下沉,产生的附加力使帮部呈倒三角形破坏,破坏深度不断加大,进而引起底板失稳鼓起,顶、帮、底三者相互影响,变形不断加剧,最终再次平衡,围岩破坏;成巷后主要是遇水膨胀的底板在高应力作用下持续变形鼓起,产生的附加力使帮部呈正三角形破坏,引起顶板再次失衡变形,底、帮、顶三者变形达到平衡,巷道破坏。(4)对原支护方案进行了优化,底板进行了隔水措施,顶板锚索由3根增加到5根,增强了底板和顶板的强度,并通过FLAC3D数值模拟和现场工程试验对新支护方案进行了验证,结果表明,新支护方案能够保证巷道正常使用。
【图文】：

岩石力学实验

西安科技大学工程硕士学位论文1-2009）》，用配以位移传感器和引伸计的材料试验机和游标卡尺等仪器测得煤样的抗压强度和变形参数；用材料试验机、劈裂法实验夹具和游标卡尺等仪器测出煤样轴抗拉强度；用材料试验机、变角剪切夹具和游标卡尺等仪器测出煤样的剪切强度。实验过程见图 2-5。（a）单轴抗压与测变形参数实验（b）单轴抗拉强度实验

设备,围岩松动圈,松动圈,围岩

严重影响了矿井正常生产和经济效益。道变形破坏观测文采用围岩松动圈测试[64,65]和巷道表面位移监测来观测不同期间巷道变形情况程中采用围岩松动圈测试技术观测巷道围岩的破碎情况，4101 工作面回采期间采表面位移法监测巷道变形破坏情况。巷道围岩松动圈测试动圈测试就是监测巷道开挖后新的破坏裂缝及其分布范围，围岩中有新破裂缝与裂缝的界面位置就是松动圈的边界。基于松动圈测试的检测原理，，相应的测试方声探测法，地质雷达探测法和钻孔窥视探测法等。本次围岩松动圈测试采用钻孔测法。钻孔窥视探测法是通过在围岩表面打孔，用钻孔窥视装置对围岩内部结构，、岩层分界、围岩破碎情况、围岩内部裂隙的发育等情况进行记录，从而分析得松动圈。1）监测设备
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD353

【参考文献】