轻放工作面下跨采巷道围岩稳定性分析及控制技术研究

摘要

随着煤炭资源的日益枯竭及矿井开采深度的不断增加，受采动压力影响下跨采巷道围岩控制问题日益突出。工作面的采动使原岩应力的平衡状态遭到破坏，造成应力重新分布，在回采空间周围的煤岩体上形成应力集中，并且该压力向煤层底板岩层中传递，造成工作面下方的跨采巷道围岩的稳定性变差，围岩变形破坏严重。本文以小屯矿-300北大巷为工程背景，运用理论分析、数值模拟和现场实测等研究手段对轻放工作面下跨采巷道围岩的稳定性及控制技术进行了系统的研究，分析了采动影响下跨采巷道围岩应力和变形的分布特征，得到了跨采巷道围岩应力与变形随上部采煤工作面与跨采巷道之间的垂直距离变化的影响规律，巷道围岩的垂直应力和水平应力随着垂直距离的增大呈现先增大后减小的趋势，且工作面的采动对巷道围岩水平应力的影响大于对垂直应力的影响；巷道围岩的位移随着垂直距离的增大而逐渐减小，巷道围岩应力集中区由浅部逐渐向深部扩大，说明随着垂直距离的增大，工作面的采动对下方跨采巷道围岩稳定性的影响作用越来越小；巷道距上方工作面的垂直距离越小，受到的采动影响越大，巷道稳定性越差，围岩变形情况越严重。针对理论研究成果及现场实际情况提出了不同的支护技术方案，借助数值模拟软件对比分析及现场实际情况，确定“注浆加固结合高预紧力、高强锚网索联合支护”围岩控制技术方案。经现场工业性试验验证，能够有效的控制跨采动压巷道的围岩变形，确保矿井的安全生产，为轻放工作面下跨采巷道围岩控制技术积累了宝贵的经验。

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1 绪论

1.1 课题的提出及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 试验巷道的工程概况

1.4 本文的研究内容及技术路线

2 跨采巷道围岩稳定性力学分析

2.1 工作面开采对跨采巷道围岩受力的影响分析

2.2 跨采巷道围岩应力与应变的弹性分析

2.3 本章小结

3跨采巷道围岩稳定性数值模拟研究

3.1 概述

3.2跨采巷道未受采动影响和受采动影响时围岩稳定性分析

3.3 不同垂距下工作面回采时跨采巷道围岩应力分布规律

3.4 不同垂距下工作面回采时跨采巷道围岩变形情况模拟

3.5 本章小结

4 跨采巷道围岩控制技术研究

4.1 -300北大巷变形情况调查

4.2 跨采巷道围岩稳定性的影响因素及控制的方法

4.3 跨采巷道围岩控制方案的确定

4.4 本章小结

5 工业性试验

5.1 跨采巷道围岩表面位移的监测

5.2 跨采巷道锚杆（索）受力情况监测

5.3 跨采巷道深部围岩位移监测

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 论文不足与展望

参考文献

作者简历

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