深部冲击矿井工作面爆破预裂巷的研究与应用

根据1302(上)工作面三维地质勘探及两顺槽实际揭露情况,1302(上)工作面外段揭露FJ34断层综合落差9m^13m,构造发育,根据前期1300工作面推采过FY15断层施工经验,后期1302(上)工作面推采至FJ34断层区域时,该区域应力集中、微震事件频繁、大能量事件较多,且工作面推采期间设备磨损严重,为保证下一步1302(上)工作面顺利通过该区域,经研究决定,围绕FJ34断层进行工作面爆破预裂巷的施工。通过布置爆破预裂巷,提前对断层区域采取卸压等一系列防范措施,极大地降低了工作面过断层的安全风险,并减少了工作面过断层期间的设备、材料投入,减低了施工成本。

考虑拱效应的巷道断面优化研究

为减少巷道开挖工作量和有效控制巷道围岩变形量,以拱形巷道拱高、巷宽及巷高为研究变量,采用L 16(34)三因素四水平的正交模拟实验,基于FLAC 3D数值模拟研究了各种组合情况下,巷道开挖后围岩变形量及塑性区面积变化规律。结果表明:拱高与巷道顶板围岩塑性区面积成负相关,与巷道帮角的破坏呈正相关,且最优组合巷道断面参数为巷宽4.5 m、巷高3 m、拱高1 m;采用优化方案后,直墙拱形巷道比原方案矩形巷道塑性区面积减少了35.07%,顶板下沉量减少了19.2%,两帮移近量减少了22.4%,巷道断面优化后可有效减少围岩塑性区破坏范围,有利于巷道的长期稳定。

抗冲击U、W支护工艺在深井复杂地质条件下的研究与应用

深部矿井煤层赋存较深时,围岩支撑压力较大,煤体塑形变化也越大,受砂岩、泥岩及顶煤的复合顶板影响,巷道围岩膨胀圈较大,导致一采区回采巷道支护后顶板存在较大的下沉变形;巷道掘进方向同煤层层理方向不平行,巷道与最大水平应力呈锐角,帮部支护强度明显不足,两帮受最大水平影响,帮部内敛、片帮严重。主要原因为顶板支护未形成整体组合梁,锚杆+W钢带组合梁在煤层顶板离层后明显失稳,组合梁未锚入稳定砂岩层位,后期随顶煤离层,存在较大的变形;两帮受最大水平应力影响,支护不足,破坏严重。通过采用抗冲击U、W支护工艺,降低了冲击事件造成巷道顶板、帮部片落的隐患,减少了巷道返修工作量,节约了成本。