大采高回采巷道围岩变形控制研究及支护优化

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大采高回采巷道由于巷道高,断面尺寸大,受煤层采动影响时,巷道顶底板及两帮移近量大,变形严重,严重限制大采高工作面高产高效的发挥,因此有必要对大采高回采巷道围岩控制进行研究。本文结合益德煤矿大采高回采巷道现场实测地质材料,采用理论分析、数值模拟等方法,对大采高工作面回采巷道的顶板结构破断规律及矿压显现规律,两帮变形特征、影响因素,帮锚杆作用机理,底鼓形式、机理及控制途径进行了研究,在此基础上对益德煤矿大采高回采巷道支护方案进行了优化。最终得出如下结论:(1)构建了大采高回采巷道上覆岩层的结构模型,并分析了巷道围岩在不同受力状态下的变化情况,在此基础上分析了回采巷道上覆岩层的破断规律,给出了基本顶回转岩块的基本参数,以及回转对回采巷道煤柱作用力的计算公式。(2)结合理论分析研究了大采高回采巷道两帮的变形特点、影响因素,分析了帮锚杆(索)的作用机理,给出了通过增加锚杆(索)长度,增强锚固力,加强顶角、底角支护,采用高延伸率、让压锚杆(索)+钢带+铁丝网联合支护的方式控制大采高回采巷道两帮变形的途径。(3)分析了大采高回采巷道底鼓的形式及机理,运用数值模拟的方法研究了底鼓影响因素,结合回采巷道特点提出适宜的底鼓治理方法。(4)在上述研究的基础上,给出了大采高回采巷道的支护原则,并结合益德煤矿150101工作面回采巷道现有巷道条件,提出三种支护方案,通过数值模拟对三种支护方案进行分析对比,得出最优支护方案,进而对益德煤矿大采高回采巷道现有支护方式进行优化改进。
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