高应力煤巷围岩控制关键技术研究

来源期刊：煤炭科学技术2019年第9期

论文作者：耿继业 王方田 张洋 班建光 李岗

文章页码：189 - 196

关键词：高地应力;煤巷;断面形状;围岩稳定性控制;

摘    要：针对深井高应力煤巷帮部煤壁整体偏移、锚杆剪切破断、巷道围岩变形剧烈等支护难题,以城郊矿二水平西翼回风大巷为工程背景,采用YTJ-20型岩层探测记录仪实测、微梯形与矩形断面巷道力学结构分析、FLAC^3D数值模拟及现场试验监测分析相结合的方法,观测了巷道围岩裂隙演化规律,探究了不同地应力、侧压系数对巷道稳定性的影响特征,并提出了微梯形断面巷道支护设计方案。研究结果表明:煤巷呈大松动圈发育特征,围岩碎胀变形范围大、变形持续时间长、支护难度大,高地应力是其主要影响因素;力学结构对比分析表明微梯形断面受力小于矩形断面巷道,有利于增加巷道的抗冲击性;数值模拟显示微梯形巷道应力集中、塑性区发育范围及围岩变形量相较于矩形煤巷均有所减小,尤其帮部位移减小量明显,微梯形巷道断面有利于巷道围岩稳定性控制。断面形状优化设计及合理支护技术是实现高应力煤巷围岩变形有效控制的关键。结合现场深井高应力煤巷围岩条件,基于悬吊理论与数值模拟优化确定了微梯形巷道合理支护设计参数,跟踪监测结果显示巷道顶板下沉量达到20 mm时趋于稳定,两帮移近量为82 mm,底鼓量为126 mm,表明深井高应力煤巷顶板采用锚网带+锚索梁、帮部采用锚网带的联合支护方案的围岩控制效果良好,可满足深井高应力煤巷长期稳定要求。