窄煤柱稳定性及加固技术研究

admin · 发表于 2024-1-26 11:39:12

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雅宝题库解析：
提高煤炭开采的采出率是关系到矿井的开采寿命和技术发展的重大题目。因此，在工作面回采过程中采用窄煤柱进行护巷开采显然是十分有利的。窄煤柱护巷技术实质就是沿上一工作面采空区边缘留设窄煤柱（1~6m）掘进巷道。在国内的地下矿产资源开采中，窄煤柱护巷技术在地质条件简单的矿区中已经得到较为广泛的应用，其围岩控制的中心思想是基于“巷道布置在采空区侧的低应力区，同时窄煤柱具有一定的自承载能力”。正确认识窄煤柱条件下回采巷道的围岩结构特征及其变形和破坏等矿压显现的机理及规律是有效进行窄煤柱条件下巷道围岩稳定性控制的前提。本论文以潞安矿区王庄煤矿窄煤柱开采为背景，利用理论分析、数值模拟等方法对窄煤柱条件下巷道围岩的变形及破坏进行了研究，初步得出窄煤柱条件下的巷道围岩的变形及破坏规律，提出窄煤柱条件下的巷道加固支护措施。在巷道围岩的支护结构中，支护结构的作用实质就是控制巷道围岩内的应力、应变的变化过程。根据广义SMP（Spatially Mobilized Plane）强度准则，分别推导出了计算煤柱的极限强度公式以及在巷道围岩稳定性计算中，按照荷载—结构法的思想，合理地考虑围岩与衬砌共同承载由于开挖而引起的二次应力作用，将二者视为一个系统，得到了基于SMP强度准则的巷道变形计算公式，从而最终根据以上的结果给出了广义SMP强度条件下的煤柱核区弹性区宽度计算公式。这些公式很好地验证了窄煤柱条件下的巷道围岩的稳定性。在窄煤柱条件下，根据不同的加固支护措施，采用FLAC2D数值模拟软件，设定窄煤柱宽度为5m，分别采用不同的加固支护条件（锚杆支护、注浆加固等），对窄煤柱条件下巷道围岩的稳定性、变形及破坏规律等进行了数值模拟。揭示了不同加固支护条件下巷道围岩的稳定性、变形及破坏规律。初步得出了在窄煤柱条件下，采用双侧注浆加固，在掘巷期间比正常的锚杆支护减小的两帮位移量约为35%，而顶底板位移减小量约为32%，这对于减小回风巷道在整个服务期间的变形具有积极的作用。

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