三軟煤層沿空掘巷窄煤柱穩(wěn)定性分析及圍巖控制研究.pdf

1、隨著礦井開拓深度的進(jìn)一步延伸，煤柱寬度對(duì)于維持采場(chǎng)圍巖穩(wěn)定重要性越來越突出，選擇較小寬度煤柱可以減少煤炭資源損失。而窄煤柱作為沿空巷道圍巖結(jié)構(gòu)重要的組成部分，其穩(wěn)定性問題一直是實(shí)施沿空掘巷技術(shù)的關(guān)鍵，本文以任樓煤礦7259工作面為研究背景，在“頂板軟、底板軟、煤質(zhì)松軟”即三軟特征條件下，運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬、工程類比等方法，針對(duì)窄煤柱穩(wěn)定性、合理煤柱寬度留設(shè)及沿空巷道圍巖控制問題進(jìn)行了研究。首先從煤柱穩(wěn)定性機(jī)理為切入點(diǎn)，通過構(gòu)建沿空掘

2、巷力學(xué)模型，研究沿空巷道上覆巖體破斷結(jié)構(gòu)特征，著重于掘進(jìn)期間與采動(dòng)影響階段弧形三角結(jié)構(gòu)關(guān)鍵巖塊B的受力分析，為研究煤柱變形破壞提供力學(xué)理論支撐;然后應(yīng)用FLAC3D數(shù)值模擬軟件，建立數(shù)值模型，研究掘巷前沿空煤體邊緣應(yīng)力分布規(guī)律及開掘期、回采期在不同煤柱寬度下的應(yīng)力分布和位移變化規(guī)律，分析不同煤柱寬度護(hù)巷作用的效果，進(jìn)一步判定窄煤柱穩(wěn)定性，并依據(jù)煤柱破壞機(jī)理、煤柱留設(shè)原則及變形破壞規(guī)律，通過煤柱強(qiáng)度經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，最終確定沿空掘巷窄煤柱合理