深井硐室群立体层次联合支护技术研究

摘要

长期以来，煤炭在我国一次能源生产和消费构成中均占2/3以上。近年来，随着煤矿开采程度加剧，煤炭生产过程中遇到了一系列突出问题。东部煤炭资源日渐枯竭，为保持矿井的可持续发展，有效解决当地就业，保持社会稳定，东部地区矿井在未完成产业转型升级前，在未来的10年甚至更长时间内，其必须保持矿井的正常生产接续，则其资源开发必将逐渐向深部、极复杂条件发展，具体涉及深井高应力软岩条件、软弱破碎围岩条件等。在此深部条件中的巷道维护工作异常困难，而相对断面更大、间距更小的密集硐室群的稳定性控制将更加困难，其将对支护设计提出更高、更苛刻要求。
　　本研究鉴于当今煤炭形势，煤炭企业难以承受多次返修的重复投资，则探索深井软弱破碎围岩硐室群变形失稳机理，寻找经济合理的支护技术成为亟须解决的重要问题。新河矿业采用立井+暗斜井开拓方式，980水平泵房、变电所、水仓、管子道、避难硐室、矸石仓、煤仓等巷道硐室均布置在-980二节轨道暗斜井井底车场周边，布置较为密集，且岩石多由软弱泥岩、泥质砂岩组成，岩石胶结程度低、节理发育，同时水平应力较大，综合因素导致巷道支护难度大。本项目基于山东新河矿业有限公司深井软弱破碎密集硐室群，通过现场工程地质分析，结合室内试验、现场监测、理论分析和数值模拟等手段对其变形失稳机理及支护对策进行了系统研究。

目录

声明

1 绪论

1.1 国内外研究现状

1.2 主要研究内容及预期达到的目标

1.3 研究方法及技术路线

1.4 创新点

2 新河矿业地质特征概述

2.1 井田概况

2.2 地质构造及地质特征

2.3 水文地质条件

2.4 其它开采技术条件

2.5 延深方式

2.6-980m水平车场及硐室

2.7 本章小结

3 新河矿业密集硐室群巷道

3.1 硐室围岩变形破坏规律分析

3.2 地应力测试分析

3.3 围岩微观结构及水理性质试验研究

3.4 顶板岩层力学参数测试分析

3.5 本章小结

4 松散破碎软岩改性试验研究

4.1 喷浆防水材料试验

4.2 注浆材料选择

4.3 不同浆液配比方案

4.4 注浆体强度测试

4.5 本章小结

5不同支护方式下巷道失稳模拟分析

5.1 模拟方案的确定

5.2 模型的建立及基本力学参数的确定

5.3 支护方案模拟结果分析

5.4 不同支护顺序模拟分析

5.5 本章小结

6 工程实践

6.1 架喷锚注耦合支护机理

6.2 支护参数选择

6.3 施工设计

6.4 实施效果

6.5 本章小结

7 主要结论

致谢

参考文献