倾斜煤层沿空留巷支护技术及其矿压规律研究

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沿空留巷技术的开发和应用在安全高效煤矿的技术和经济方面取得了长足的进步。区段煤柱的取消得益于该技术的的广泛应用,有效地提高了煤炭产量并降低了开采成本。尤其在煤层接近水平的的煤层,沿空留巷应用较多。但是沿倾斜煤层的空巷沿围岩的应力,应变和岩压与水平附近的煤层不同。但是煤层稳定性受煤层倾角和开采角度的影响。需要将影响施加到沿空巷保留下来的倾斜煤层才能生长。本文将研究唐家河煤矿11841工作台在倾斜煤层上表现的沿空留巷的煤岩体运动规律,沿空留巷技术以及留巷压力的产生规律。它为煤层安全有效开采提供了可靠的基础。主要研究内容和结果如下。(1)根据唐家河煤矿11841工作面上覆岩层活动特征,分析了巷道围岩变形规律。根据切顶卸压沿空留巷技术特征,分析了切顶卸压沿空留巷力学原理,建立了基于短悬臂梁的切顶卸压沿空留巷力学模型,得到了巷旁支护体受力计算公式。(2)计算了沿空留巷巷内支护和巷旁支护设计参数,确定了巷内支护方案,即采用全螺纹等强树脂锚杆+金属网+钢筋梯+锚索联合支护形式,并且对动压影响段采用液压单体支柱进行临时加强支护措施;巷旁支护使用走向预应力锚索梁、11#工字钢点柱配合金属锚网配套双向聚能顶板预裂爆破切顶卸压技术进行护巷。(3)采用FLAC3D软件,对不同巷旁支护方案条件下,巷道不同位置的应力分布、位移变形及塑性区进行数值模拟,结果表明,工作面下端头支护的支护体底板破坏较严重并且受水平应力较大,容易产生滑移失稳,并且巷道变形较大;巷道内倾斜煤层沿空留巷巷旁支护能够满足巷道的支护要求,能够保障巷道的正常使用和工作面的安全生产。(4)设计了矿山压力监测方案,对沿空留巷后巷道的两帮移近量、顶底板移近量、顶板离层量及顶板压力等相关参数进行监测,监测结果表明本文提出的沿空留巷支护技术具有很好的效果。
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