三道溝煤礦煤柱外錯(cuò)式滑移機(jī)理和巷道支護(hù)研究.pdf

1、神東礦區(qū)52煤層普遍含有泥巖軟夾層，導(dǎo)致回采巷道和煤柱失穩(wěn)，是困擾礦區(qū)安全生產(chǎn)的技術(shù)難題。三道溝煤礦4、8盤區(qū)5-2煤層回采巷道兩幫在泥巖軟夾層附近出現(xiàn)了片幫、脫錨、泥巖擠出和煤柱外錯(cuò)式滑移等破壞現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅安全生產(chǎn)。本文以三道溝煤礦合理煤柱與巷道支護(hù)課題為依托，研究含夾矸泥巖煤柱外錯(cuò)式滑移機(jī)理和巷道支護(hù)技術(shù)，具有重要的理論意義和普遍的工程價(jià)值。
　　本文通過現(xiàn)場實(shí)測(cè)和取樣分析，采用 X-衍射了測(cè)定了52煤層夾矸泥巖的礦物成分主

2、要是蒙脫石和高嶺石，具有流變性和膨脹性，是導(dǎo)致煤柱和巷道變形破壞的主要原因之一；對(duì)礦井3、4、8盤區(qū)回采巷道的頂板、底板和煤層進(jìn)行了鉆探取芯和圍巖物理力學(xué)參數(shù)的測(cè)定，掌握了巷道圍巖的具體柱狀和物理力學(xué)參數(shù)；采用鉆孔窺視方法，實(shí)測(cè)了巷道圍巖內(nèi)部的裂隙的發(fā)育狀況，特別是水平離層和垂直裂隙的分布；通過回采巷道收斂變形實(shí)測(cè)，掌握了采動(dòng)影響下含軟夾層回采巷道的變形規(guī)律和破壞特征。
　　采用物理相似模擬、數(shù)值計(jì)算（FLAC3D和 UDEC）和

3、理論分析相結(jié)合的方法，掌握采場圍巖和煤柱的應(yīng)力分布規(guī)律，明確了16m為安全煤柱的最低極限尺寸；揭示了采場覆巖垮落特征，提出了“頂板-煤柱”相互作用模型，確定了頂板載荷集中區(qū)位于巷道上部；通過構(gòu)建了大比例煤柱外錯(cuò)滑移機(jī)理物理模型，揭示了相鄰采場覆巖的垮落運(yùn)動(dòng)，在本工作面“巷道-煤柱”頂板造成大量垂直裂隙，煤柱中部的軟夾層構(gòu)成滑移面，使煤柱成為滑動(dòng)支座，含垂直裂隙頂板在頂板壓力作用下，裂隙擴(kuò)張，導(dǎo)致頂板帶動(dòng)煤柱向采空區(qū)方向運(yùn)動(dòng)，形成煤柱的外