深部开采松散破碎全煤巷道变形特征及合理支护技术

以安徽淮南地区新集二矿162302运输巷道的实际工程为例,根据工程实测结果对深部开采松散破碎全煤巷道两帮及顶板的变形特点进行了分析。结果表明:巷道两帮中部呈现为显著的不稳定塑性变形,顶板松散煤体与直接顶结构面中部产生不稳定层间离层。为保证巷道的稳定性,结合已有的数值模拟结果,在原梯形棚巷道两帮中部布置锚杆来控制巷道中部塑性变形,在巷道顶板中部布置预应力锚索保证松散顶煤离层稳定,在松散煤体浅部2.0~2.5m范围内布置导管以保证锚索顺利施工。     

金属梯形棚支架棚腿底部合理支撑抗力系数的确定

为充分发挥围岩自承载能力以及支架支撑作用,合理运用金属梯形棚支架可缩性,通过理论分析结合新集矿区的工程实际,计算棚腿底部合理水平支撑抗力系数和垂直抗力系数。结果表明:抗力系数的取值主要由围岩岩性、梯形棚支架几何尺寸来确定。采用得出的抗力系数结合不同材料提供的抗力系数,通过选用合理材料给棚腿"穿鞋"以充分发挥围岩自承载能力以及支架支撑作用。     

基于FLAC 3D数值模拟下软弱煤岩松动圈厚度分析

为分析各种因素对深部软弱煤岩松动圈厚度的影响程度,选用原岩应力、巷道断面尺寸两个因素进行数值模拟,分析不同条件下煤岩松动圈厚度变化范围。在理论上定性分析深部开采煤岩松动破碎变形影响因素基础上,以数值模拟为主,定性分析松动圈破碎范围。根据理论分析矩形巷道基本变形规律,确定巷道围岩破坏规律,对深部开采煤岩松动破碎变形理论定性分析。确定影响煤岩松动破碎变形的主要因素,选择合适数值计算模型。根据数值模拟结果,分析每个方向的粘结力变化的临界点,然后确定其点的坐标值以绘制每个正交实验的松动圈,找出巷道围岩断面最易发生变形失稳的关键部位,分析规律性的结论。确定了不同截面情况下松动圈随巷道埋深及断面尺寸的变化趋势和变化速率,分析得出规律性的结论。     

深部软岩巷道合理喷层厚度确定

为分析深部软岩巷道锚喷支护合理喷层厚度,以淮南矿区具有典型特征某深部采区软岩巷道为例,采用FLAC3D软件,建立了合理应变软化数值计算模型,基于数值模拟方法分析不同喷层厚度围岩塑性范围及位移场分布,在此基础上进一步分析不同巷道埋深喷层厚度对围岩松动破碎影响。结果表明:深部巷道喷层对围岩塑性圈范围及松动破碎都有显著控制作用。针对淮南矿区典型深部巷道,合理喷层厚度应为200 mm。