大埋深高地应力围岩变形特征及控制技术研究
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完成单位:山西金地煤焦有限公司赤峪煤矿
登记编号:ZSXC-2023-MT-2-075
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
甄增林、聂万利、张海洋、梁 燊、杨子华、刘树轮、曹 栋、黄 凯
大埋深巷道支护体与巷道围岩自身刚度、结构及变形相耦合,在大埋深巷道围岩支护时,应该充分考虑发挥耦合支护作用,达到控制巷道围岩变形破坏的目的。
研究赤峪煤矿工作面顺槽和底抽巷顶底板围岩特性,评估围岩类型及稳定性。通过实验室实验、理论分析、工程类比方法,最终确定合理的巷道支护方式。
(1).用4.4m长锚索替代了2.4m锚杆,增加了支护体系的控制范围,使支护的控制范围覆盖了围岩的塑性区。
(2).顶板中使用21.8×6800配合22号槽钢补强支护,并增加了锚索密度,使顶板的刚度大大增加,提高了抵抗顶板剪切力作用,控制了顶板的剪切破坏。
(3).锚索对锚杆的替代,大大提高了支护体的预应力。锚杆的预紧力一般在7t左右,受锚杆丝扣加工精度低的影响,很多预紧力维持在5t左右。使用锚索后,预应力提高到12t,提高了支护体的主动性,大大提高了围岩的自身强度。
(4).两帮增加了一层塑料网,控制了破碎的煤体从菱形网中流出。破碎煤的流出,可使支护体失去支护能力,大大弱化支护体的支护效果。
2、主要创新点
(1)根据矿井埋深及构造赋存情况,建立了巷道围岩受力模型,分析了巷道变形的机理,并找出了应对策略。
(2)在矿井现有各类巷道支护技术参数及方案的基础上,进一步完善形成了一套完整的、可适用的巷道支护设计,保证受采动影响巷道的安全使用。
(3)进一步解决了矿井目前底抽巷和其他巷道维护难度大的问题,降低了成本支出。