千万吨综采工作面等压过空巷技术研究

摘要

在回采工作面内分布着为早期工作面服务的各种巷道（空巷），严重制约着工作面的安全生产和快速推进。神东矿区通过实践经验，初步提出了过空巷前留小煤柱停采等压技术，本文围绕等压相关参数的确定展开系统研究。
　　本文综合运用数值模拟、现场实测和理论研究等方法，对工作面过空巷期间顶板运动和矿压显现规律进行了分析研究，为确定等压相关参数提供了实践依据。根据FLAC3D数值分析软件模拟和空巷围岩运动现场监测，确定工作面由距空巷10m推至3m停采等压线的过程为采动影响剧烈阶段；在工作面等压过程中，空巷围岩应力发生前移、顶板压力以变性能的形式得到释放。通过现场实测支架工作阻力，采用理论公式估算出直接顶和老顶厚度，并预测空巷上方老顶断裂线位置，进而确定空巷上方顶板结构。
　　论文的重点是等压相关参数的确定，即等压小煤柱宽度W和等压时间T的确定。通过理论分析和现场实测相结合得到“等压小煤柱宽度W”的确定原则为：煤柱留设宽度既要有利于上方顶板的运动，又可以阻止顶板的有害运动，并且可以达到卸压效果。“等压小煤柱宽度W”可以采用能量方法和数值计算等理论研究方法确定。最有效的方法是通过现场矿压显现特征作为衡量标准来确定。一般取等压小煤柱宽度W=3~4m。“小煤柱等压时间T”的确定原则为由顶板弹性变形量决定的弹性能基本释放完毕。具体确定方法为：在工作面停采等压时，派专门人员现场记录并绘制顶底板移近量曲线趋势图，当顶底板移近量曲线趋于平缓时可认为等压结束，开始割煤。也可以把空巷围岩和等压小煤柱A的矿压显现显著缓和作为等压结束的标志。等压时间一般控制在4~8h内。

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1 绪 论

1.1 课题的提出及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文研究的内容、方法及技术路线

2 综采工作面概况及“等压”新技术的提出

2.1 综采工作面概况

2.2 “等压”新技术的提出

2.3 本章小结

3 综采工作面过空巷期间顶板运动规律数值分析

3.1 数值模拟方法简介

3.2 数值计算模型建立

3.3 采动影响下空巷稳定性分析

3.4 本章小结

4 综采工作面过空巷阶段覆岩运动规律实测和理论研究

4.1 现场实测内容及方法

4.2 回采工作面正常推进阶段覆岩运动规律

4.3 过2条空巷阶段回采工作面顶板运动和矿压显现

4.4 工作面推过空巷期间2条空巷围岩运动及矿压显现

4.5 综采工作面过空巷期间顶板结构分析

4.6 本章小结

5 综采工作面过空巷新技术研究

5.1 空巷加强支护优选

5.2 “等压”新技术相关参数研究

5.3 本章小结

6 主要结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间的主要研究成果