薄煤层高水材料巷旁充填无煤柱护巷技术研究与应用

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本文采用理论分析、数值模拟与现场试验相结合的方法,对军城煤矿薄煤层沿空留巷技术进行了研究。  首先,对采场空间结构及应力分布规律进行了详细分析,并阐述了沿空留巷围岩空间结构及顶板活动特点。根据宋振骐院士的采场矿压理论,建立了沿空留巷条件下的“限定变形”结构力学模型,解算了巷旁充填体的宽度、充填体强度等参数,为沿空留巷设计提供了理论依据。  运用上述理论,结合军城煤矿21201工作面地质资料,根据现场实际条件进行了巷旁充填沿空留巷方案设计:选用了应用较好的ZKD型高水速凝材料,并根据充填作业的时间要求、充填能力等因素匹配了充填设备;根据充填作业的特性等进行了详细的巷旁袋式充填工艺系统设计;理论分析与数值模拟相结合,确定了巷旁充填体的宽度;并制定了沿空留巷过地质构造时加固方案及方案实施的要求。在工作面开始采动之后,即实行留巷试验。  试验期间,进行了大量的矿压观测工作。矿压观测结果分析及现场实拍图片表明:高水速凝材料巷旁充填能很好的控制了巷道围岩的变形,所留巷道无需返修或只需小修即可满足二次使用的要求,达到了预期目标。  
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