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深井軟巖下山巷道群非對稱破壞機理與控制研究

劉帥; 楊科; 唐春安 東北大學資源與土木工程學院; 遼寧沈陽110819; 安徽理工大學深部煤礦采動響應與災害防控安徽省重點實驗室; 安徽淮南232001; 大連理工大學巖石破裂與失穩研究所; 遼寧大連116024
  • 深井
  • 軟巖
  • 下山巷道群
  • 非對稱變形
  • 全斷面支護

摘要:受鄰近巷道或工作面回采影響,巷道群中單一巷道通常處于復雜應力環境中并呈現非對稱變形特點。以皖北煤電公司劉橋一礦II66下山巷道群為支護工程實踐,采用現場調查、實驗室實驗、理論分析、數值模擬及工業性試驗相結合的方法,探討巷道群非對稱變形破壞機理,并針對各巷道提出相應優化支護方案。研究表明:1)巷道群中后掘進巷道打破了先掘巷道圍巖應力平衡,應力重新分布,在達到新的平衡過程中,圍巖變形加劇。2)巷道群圍巖巖性軟弱、強度低,煤樣CT掃描發現存在較多光滑板狀裂隙,基質被裂隙網絡分割和包圍。X射線衍射實驗顯示,軌道下山底板為弱膨脹性巖石。3)Ⅱ66采區最大水平主應力為31.87MPa,側壓系數1.5,非均勻系數1.61。巷道群最優布置方位角為N269°E或N197°E,實際走向與最大主應力方向夾角為71°,巷道斷面承受較高水平應力作用。4)巷道群開拓延伸后,二次應力場在巷間圍巖疊加,輔助下山呈非對稱變形。4煤回采對巷道群沒有影響,6煤西翼工作面回采致使各巷道頂板和右幫位移急劇增大,停采線距離應由60 m改為120 m。5)提出中空組合錨桿(索)分區注漿全斷面控制對策,增加控底措施,并對應力集中及變形的始發部位加密支護,同時對U型鋼棚進行結構補強。工程實踐表明,優化后的支護方案使圍巖變形得到有效控制,圍巖完整程度顯著提高。

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采礦與安全工程學報

  • 預計1-3個月 預計審稿周期
  • 1.77 影響因子
  • 工業 快捷分類
  • 雙月刊 出版周期

主管單位:中華人民共和國教育部;主辦單位:中國礦業大學;中國煤炭工業勞動科學技術學會

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