受动压影响的顶板巷道底鼓机理与控制技术研究

摘要

长期以来，国内外许多专家学者对煤矿巷道底鼓机理和控制技术作了大量的研究工作，取得了一批重要的研究成果，提出了许多底鼓控制实用技术。但由于巷道围岩性质、应力环境及地质环境的复杂性，现有的理论不能全部解决底鼓机理认识上的问题，现有的技术也难以从根本上控制底鼓。随着开采技术的不断进步及开采深度的增加，底鼓问题也变得更加突出，因此，继续开展软岩巷道底鼓的研究工作仍然具有重要的理论意义和工程应用价值。
　　 本文建立了动压巷道底鼓的力学模型，得到了岩性较差或者较为破碎的围岩以及宽度较大的巷道受动压的影响非常大的结论。结合卧龙湖煤矿南翼大巷组的工程实际，通过对巷道围岩的岩石成分及松动圈进行了的测试和分析，得知岩石具有弱膨胀性，而南翼巷道属于特大松动圈围岩巷道；利用FLAC2D软件模拟了工作面采动对南翼巷道的影响，模拟结果表明，保护煤柱必须留设100～120米以上，巷道才能免受采动的影响；综合巷道围岩特性及数值模拟结论，揭示了卧龙湖煤矿南翼大巷底鼓发生的主要原因，确定了巷道底鼓的类型属于挤压流动型底鼓+遇水膨胀型底鼓。
　　 在研究巷道的受力特征，并结合南翼大巷组的底鼓机理情况下，提出了“围岩应力转移原理+二次锚网喷增强新技术+锚注增强普通技术”的支护设计原理。同时，由于现有注浆理论知识远远滞后于工程实践，又利用UDEC软件模拟了巷道锚注时浆液的扩散特征，为锚注增强普通技术的设计提供了依据。
　　 最后，根据前述的工作，提出了南翼大巷组的修复加固方案。工业性试验结果表明，修复初期，巷道支护状况良好，并分析了后期变形剧烈的原因。论文研究成果对控制同类巷道底鼓具有一定的参考价值。