受采动影响弱胶结软岩临近巷道底鼓机理及控制研究

西部矿区双巷掘进模式下弱胶结软岩临近巷道受采动影响时底鼓严重,直接造成巷道无法预留作为下一工作面的巷道正常使用。针对此情况,采用现场调研、理论分析与数值模拟相结合的研究方法,探究临近巷道受采动影响底鼓变形演化规律,揭示底鼓发生机理,提出该类巷道底鼓控制策略与控制方案,并进行现场应用实践。研究结果表明:基于现场调研分析,获取了程度大、非对称的阶段性底鼓特征;通过理论分析,获取了采动影响下两帮不同侧向支承压力作用产生底板两侧不同破坏深度的底鼓机理;结合底鼓特征及机理提出了“底板中部切槽+帮部卸压孔”的底鼓治理技术,通过数值模拟确定施工参数并进行现场试验,表明该技术底鼓量可减小约80%,有效控制了采动影响下弱胶结软岩临近巷道底板变形。

尖林山采区临近巷道开挖对既有巷道锚杆支护的影响

以大冶铁矿尖林山采区-90 m的2#水平进路接触带巷道为工程背景,利用数值模拟开展临近巷道开挖对既有巷道锚杆支护影响的研究。通过分析既有巷道自身开挖和临近巷道开挖造成的既有巷道顶板沉降,发现临近巷道的开挖会在既有巷道达到自稳平衡后产生2次沉降,沉降量相当于1次沉降量的10%~28%,同时2次沉降会造成既有巷道沿巷道走向方向不协调变形程度增加。此外,通过对不同锚杆排间距和预应力条件下既有巷道顶板2次沉降量展开分析,锚杆间排距为900 mm×900 mm、预应力40 MPa时为最优锚杆支护参数。同时,在一定范围内,加密锚杆间排距可以减少顶板沉降变形量,同时能够减少顶板不协调变形程度;增加锚杆预应力可以有效地减少既有巷道顶板的沉降量,但是在控制既有巷道的不协调变形程度上效果较差。因此,在实际生产过程中,应优先考虑加密锚杆间排距,在锚杆间排距最优的情况下增加锚杆预应力,最大程度地保证既有巷道顶板沉降变形的控制能力。

施工扰动下临近巷道群布置分析

临近巷道相互施工扰动大小是影响巷道合理空间布置与支护设计的重要因素。针对淮南朱集矿临近巷道群,采用数值计算方法分析了轨道巷围岩变形和锚索锚固力受临近施工扰动的影响大小,结合工程现场监测数据确定了扰动主要影响因素及扰动时间效应。

临近巷道掘进相互扰动影响因素分析

以高阳煤矿新掘的6#煤底板专用回风巷为例,采用数值模拟和现场试验方法,从两方面验证了水平距离比垂直距离对扰动影响程度大,且岩体内摩擦角和内聚力对扰动有较大影响,围岩抗拉强度几乎没影响。因此在布置新掘巷道时尽量在水平方向上与已有巷道拉开距离,相互扰动较小,可以节约巷道维护成本。