急斜特厚煤层回采巷道支护技术研究

摘要

回采巷道支护技术是急斜特厚煤层安全开采亟需研究的重要课题之一。针对神华新疆公司乌东煤矿碱沟采区特殊地质条件和回采巷道变形特征，采用现场调查、理论分析、数值模拟和现场监测相结合的综合分析方法，研究了乌东煤矿碱沟采区急斜特厚煤层回采巷道变形规律和支护技术，得到以下结论和认识：
　　急斜特厚煤层回采巷道变形方式主要是顶板下沉、两帮鼓出收敛，巷道顶板变形破坏最严重，底板侧巷道南帮变形量大于北帮，顶板侧巷道北帮变形量大于南帮；顶板侧直墙顶部是顶板侧巷道应力集中的重点区域，底板侧直墙顶部是底板测巷道应力集中的重点区域；下分段回采巷道围岩不仅受本分段采掘活动影响，还受上分段“跨层拱”应力传递的影响，造成下分段围岩垂直应力叠加，且拱跨越长、埋深越大应力增量越大，θ0一定时距拱脚垂直距离越远应力增量越小；“跨层拱”拱轴线向底板侧偏转，平行于倾向；围岩应力集中系数的数值模拟结果与理论分析基本吻合。
　　根据研究成果，设计了518B1巷的支护方案，选用了更为合理的锚杆、锚索与锚网等材料，确定了相关支护参数，有效控制了围岩变形，取得了良好的应用效果。研究结果对于指导急斜特厚煤层回采巷道支护具有一定意义。

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1 绪论

1.1研究背景和意义

1.2急斜煤层开采技术发展及理论研究现状

1.3锚杆支护技术发展及现状

1.4研究的基本内容

1.5采取的研究方案和技术路线

2 急斜特厚煤层赋存环境和开采条件

2.1 乌东煤矿碱沟采区简介

2.2 赋存环境

2.3 开采条件

3 急斜特厚煤层回采巷道围岩受力分析

3.1 概述

3.2“跨层拱”的力学模型的建立

3.3“跨层拱”高度计算

3.4上分段“跨层拱”拱脚应力传递对下分段回采巷道影响

3.5 本章小结

4 急斜特厚煤层回采巷道围岩应力与变形数值模拟

4.1 FLAC3D程序简介

4.2 计算模型及初始平衡

4.3 基于现场条件的模型开挖及结果分析

4.4本章小结

5 急斜特厚煤层回采巷道支护与变形特征

5.1 回采巷道支护特征

5.2 回采巷道变形特征

5.3 围岩裂隙发育程度监测与分析

5.4 围岩松动范围监测与分析

5.5 本章小结

6 急斜特厚煤层回采巷道支护应用

6.1 回采巷道支护方案设计

6.2 应用效果

6.3 本章小结

7 结论

致谢

参考文献

附录