莒山煤矿遗留煤柱下伏巷道围岩控制技术研究

发布时间：2020-08-07 17:32

【摘要】：厚煤层遗留煤柱资源储量丰富,是资源枯竭型矿井回收利用重点开发对象,有效回收遗留煤柱资源和控制巷道围岩变形对提高资源回收率、安全高效生产具有重要意义。本论文根据莒山煤矿3#煤层采矿地质条件,以遗留煤柱回收及其下伏巷道围岩稳定性控制为研究对象,采用了理论分析、模拟试验和现场实测等研究方法,对遗留煤柱回收及巷道围岩控制技术进行了研究。本论文主要研究成果如下:(1)莒山煤矿3#煤层赋存较为复杂,而地质构造和水文条件相对简单;在此基础上,采集ZF302遗留煤柱下伏运输大巷区域煤岩层样品,在实验室对煤岩物理力学参数进行了测试,掌握了煤层、顶板岩层的单轴抗压强度、抗拉强度、剪切强度等物理力学性质。(2)采用岩层探测钻孔摄像系统,对ZF302遗留煤柱工作面下伏运输大巷进行了围岩松动圈现场测试,测试结果表明,下伏运输大巷左帮围岩松动圈范围为0.55~0.65 m、右帮围岩松动圈范围为0.45~0.60 m、顶板围岩松动圈范围为1.20~1.35 m,下伏运输大巷基本上属于中小松动圈,为巷道支护提供了参数。(3)通过计算得出ZF302遗留煤柱支承压力影响距离为35.14 m,确定了煤柱载荷的分布类型;分析了煤柱应力在底板的传递特征,结果表明,莒山煤矿ZF302遗留煤柱工作面下伏巷道将会受到采动应力的较强影响;计算了煤柱底板破坏深度最大可达15.22 m,为ZF302工作面下伏运输大巷的加固提供了依据。(4)建立了遗留煤柱回收及下伏巷道围岩变形数值计算模型,模拟结果表明,ZF302遗留煤柱工作面开采过程中超前应力峰值在20 m左右,ZF302工作面底板垂直应力峰值约20 MPa,水平应力峰值约5 MPa;ZF302工作面下伏运输大巷两帮垂直应力峰值约19 MPa,顶板垂直应力峰值约13.6 MPa;下伏运输大巷两帮整体移近量约180 mm,顶底板的整体移近量约150 mm;开采后的下伏运输大巷围岩塑性区范围较开采前塑性区面积增加约2倍以上。(5)确定了ZF302遗留煤柱工作面巷道布置方式及其相应的配套开采工艺参数;提出了下伏运输大巷围岩控制技术方案,即采用壁后充填、锚杆锚索等支护方法对距离ZF302工作面底板不同垂距的下伏运输大巷进行加固;现场实测结果表明,ZF302工作面支架最大工作阻力为28.59 MPa;最终下伏运输大巷两帮整体变形移近量约135 mm,顶底板整体移近量约80 mm,顶板最大离层量约30 mm,可以保证回收遗留煤柱资源时能够有效控制下伏运输大巷变形。
【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
【图文】：

技术路线图,论文,技术路线

论文技术路线

示意图,工作面,巷道,运输大巷

属于厚煤层，而下伏运输大巷在煤柱工作面下部，垂距 10～20 m 左右，为砌碹三心拱，净宽 4.2 m，直墙高 1.5 m。ZF302 煤柱工作面和下伏运输大巷位置层位如图 2-2 所示，ZF302 遗留煤柱工作面布置如图 2-3 所示。ZF302遗留煤柱工作面下伏运输大巷图 2-2 ZF302 遗留煤柱工作面与巷道关系示意图 2-2 The layout scheme of ZF302 remaining coal pillar mining face and roadway

单轴抗拉强度,岩样,夹持

岩样名称并编号；度进行监测，并且测量试件尺寸；盘在进行选择时，应满足下式：0max00. 2P P 0.8P大破坏载荷，kN；机度盘最大值，kN。具内，对准加载基线，用夹持螺钉固定试试件放在试验机承压板中间，试件和试验，施加载荷并松开夹持螺钉，以 0.03～0.以及试验现象。

【参考文献】