倾斜煤层矩形巷道围岩非对称破坏特征及控制技术研究

为揭示倾斜煤层中矩形巷道掘进期间的非对称失稳破坏诱因,以硫磺沟煤矿(4-5)06工作面掘进巷道为工程背景,采用“当量半径”理论分析、数值模拟和工业性试验等研究方法,系统分析了倾斜煤层巷道围岩应力分布特征及非对称破坏机理。结果表明:倾斜煤层矩形巷道围岩塑性区呈现出椭圆形分布特征,椭圆长轴与水平面夹角约为20°,且长轴发育范围约为25 m。巷道在未支护下其右顶角及左底角塑性区发育严重,巷道顶板靠右顶角区域垂直位移较大,约为420 mm,靠左底角区域底板水平位移较大,约为380 mm,且巷道右顶角及左底角的变形量明显大于其他区域,导致巷道呈现出明显的非对称变形破坏特征。基于这一特征,提出了“长锚索(杆)补强区”的围岩控制技术,工程应用效果良好。

近距离煤层群综放开采覆岩导水裂隙发育规律

为提高彬长矿区含水层下伏近距离煤层群开采安全性,根据燕家河煤矿工程地质条件,采用物理模拟、数值模拟和工业性试验相结合的方法,分析了5^(-1),5^(-2),8煤覆岩采动导水裂隙带发育规律,揭示不同开采方式覆岩采动导水裂隙带发育特征,确定煤层群合理开采顺序。首先,上行开采8,5^(-1),5^(-2)煤层,物理模拟确定了覆岩采动导水裂隙带发育高度分别为98.4,118.6,129.0 m,数值模拟确定了覆岩采动导水裂隙带发育高度分别为93.6,118.4,129.2 m,上述分析表明导水裂隙带未穿透直罗组含水层。其次,下行开采5^(-1),5^(-2),8煤层,数值模拟确定了覆岩采动导水裂隙带发育高度分别为60.4,75.7,145.3 m,表明导水裂隙带贯通直罗组含水层。综上分析表明了下行开采覆岩采动导水裂隙带发育高度较上行开采大,下行开采裂隙贯穿了直罗组含水层但未到达洛河组含水层。8105工作面涌水量实测表明8煤开采后覆岩采动导水裂隙带未贯通直罗组含水层,保障了工作面安全回采。