邢东矿深部巷道围岩稳定性及控制技术研究

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邢东矿2223工作面运输巷位于地下1038米,开采深度已逾千米,且正向1200m采深延伸。随着开采深度的增加,巷道围岩的稳定性问题逐渐凸显,在维护过程中出现了围岩急剧变形和恶性冒顶等一系列矿井安全问题。本文通过详细的调研,深入分析了2223工作面运输巷冒落、片帮等一系列围岩变形失稳的特征。结合深井巷道围岩变形失稳的机理及一般规律,提出了邢东矿2223工作面深部巷道的多维主动控制方法,并通过应用数值模拟方法模拟了主动支护的参数和形式,最终实现了对邢东矿2223工作面运输巷围岩的安全控制。   本文采取理论分析、数值模拟和工程实例相结合的研究方法。在理论研究方面,阐述了深井煤巷围岩变形失稳的规律,分析了邢东矿2223工作面运输巷围岩变形失稳的影响因素,主要有围岩自重、巷道埋深、采动影响等几方面的因素,并应用集对分析法确定了2223工作面运输巷的围岩稳定性等级。在此基础上,结合现场调研,提出了多维主动支护的机理。然后,运用岩土工程FLAC数值模拟软件对主动支护的参数和形式进行优化研究,其中包括锚索倾角、锚索长度、锚索孔口至巷帮距离、顶板锚杆密度等的不同布置方案,确定了有效控制2223深部运输巷道围岩稳定性的总体方案。数值模拟结果表明:本文所确定的安全控制技术改善了巷道围岩受力状况,强化了锚固体的围岩强度,有效地控制了巷道围岩塑性区和破碎区的发育,提高了围岩的承载能力。   最后,由现场支护效果监测表明,本文的分析研究结果及对于2223工作面深井煤巷实施的围岩控制技术有效地减少了巷道变形量以及围岩冒顶等事故的发生频率,达到了良好的支护效果,提高了2223工作面运输巷围岩的安全稳定性。
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