近距离煤层上行开采巷道合理布局与围岩控制研究

摘要

中国大多数矿区的储量赋存以近距离煤层为主，随着近年来煤炭高产高效技术的推广应用，井下工作面开采强度加大，煤矿企业的煤炭年产量大幅上升，相当数量的矿区出现了服务年限内开采条件优良的煤层资源接近枯竭的现象。因此，对近距离煤层的传统开采方法及技术手段提出了更高的目标和要求。而中国煤矿现有推广最成熟的开采顺序方式是下行开采，虽然对于工作面巷道布局、顶板管理等相关技术的解决具有较大优势，但在诸如面临上层煤为不稳定突出煤层、煤质坚硬采出困难、开采价值低于下层煤等一些特殊情况时，可以考虑采用上行开采，有助于矿井或采区实现高效高产，具有一定的技术优势。
　　结合国内外矿区上行开采的相关经验教训，上煤层回采巷道布置及围岩控制是制约近距离煤层上行开采能否实现安全高效的最主要因素。而上煤层回采巷道的围岩稳定又与其位置的合理布局及采取的围岩控制手段密切相关。本文以新汶矿业集团翟镇煤矿六采区近距离煤层2#煤6202工作面及下覆4#煤6403工作面的具体条件为基础，通过理论计算、现场实测、数值模拟及工程实践等手段，研究下覆4#煤6403工作面采后的裂隙带发育高度、形态及分区，得到上部2#煤顶、底板岩层应力分布、破坏情况及围岩变形规律，制定2#煤回采巷道的布置原则，构建裂隙带内巷道围岩差异化控制的支护技术体系。据此提出2#煤运输巷和轨道巷的布置方案：①两巷内错4m布置；②两巷外错20m布置。但通过模拟软件进行理论校验，综合地质断层及裂隙带等实际因素的考虑，最终确定：2#煤6202工作面运输巷按外错20m布局，轨道巷按内错4m布局，其中轨道巷在掘进至140m处，向采空区外侧区域平行推移2m，即改为内错2m布置。并相应建立三种2#煤回采巷道的支护体系：①顶板完整时，采取高强预应力强力锚杆支护措施；②顶板较破碎时，采取高预应力强力锚杆+锚索叠加联合支护措施；③顶板极破碎、围岩裂隙发育程度大时，采取高预应力强力锚杆+锚索联合叠加+复棚补强支护措施，兼辅以围岩注浆加固，分别从理论、技术及实践应用效果论证了整个围岩控制方案的可行性。

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Contents

1 绪 论

1.1 课题的提出

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容及技术路线

2 工程概况及上行开采理论分析

2.1 工程概况

2.2 煤岩体性质分析

2.3 上行开采的主要影响因素

2.4 翟镇煤矿 2#煤 6202 工作面上行开采可行性判别

2.5 本章小结

3 上行开采覆岩裂隙带的现场探测

3.1 现场探测原理与方法

3.2 观测位置的选择与钻孔设计

3.3 观测结果分析

3.4 本章小结

4 上行开采回采巷道合理布局研究

4.1 6202 工作面两巷位置分析

4.2 6202 工作面两巷位置数值模拟分析

4.3 6202 工作面两巷合理位置确定

4.4 本章小结

5 上行开采裂隙带内巷道围岩稳定性控制研究

5.1 上行开采裂隙带内巷道围岩控制原则

5.2 上行开采巷道围岩稳定性控制方案设计

5.3 工程实践应用分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

参考文献

致 谢

作者从事科学研究和学习经历简介

攻读硕士学位期间的荣誉及学术成果