深部高应力双巷掘进巷道围岩稳定性及控制

摘要：

内蒙古自治区葫芦素煤矿13号煤层埋藏较深,煤层处于高应力环境中,区段准备巷道采用双巷掘进的方式.针对辅助运输巷道围岩变形严重以及难以二次利用的问题,通过对巷间煤柱分别在不同阶段建立力学模型以及结合葫芦素煤矿的地质条件,对巷间煤柱留设宽度进行理论分析,最终确定该宽度应不小于35.57 m.结合获取到的覆岩物理力学参数,采用FLAC3D软件进行数值模拟及分析,得到了辅助运输巷在掘进阶段与上区段采场回采阶段影响下的围岩帮部和围岩内部的应力变化关系和位移变化关系,得出葫芦素煤矿在双巷掘进过程中,巷道变形量以两帮移近量为主,巷道两帮出现微小的非对称破坏.在竖直方向上:巷道底板中的应力σy<巷道顶板中的应力σy<巷道右帮侧的应力σy<煤柱中的应力σy.在水平方向上:煤柱中的最大水平压应力σx<巷道右侧煤体中的最大水平压应力σx.提出了深部高应力巷道断面形状为直墙半圆拱,采用顶板配合弧形钢带+高预紧力锚杆(索、网)+反底拱充填配合混凝土的联合支护方式.现场监测表明,顶板最大下沉量为90.0mm,最大底鼓量为55.0mm,两帮最大内移量为138.0 mm,表明采用该支护方式后的巷道围岩得到明显改善,能够有效控制巷道围岩变形,保护巷道的整体结构,更好地发挥围岩的自承载能力.

关键词：深部高应力;双巷掘进;辅助运输巷;应力变化;位移变化;支承压力;围岩变形

所属期刊栏目：31

分类号：TD353;TD322(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费研究生科研创新能力提升项目

在线出版日期：2022-03-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：104-112