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中国矿业大学:大采高工作面强采巷道围岩失稳机理、卸压及长锚控制对策

论论资讯 | 2023-03-01 1热度

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Instability Mechanism, Pressure Relief, and Long Anchorage Control Countermeasures for Surrounding Rock of Strong Mining Roadway at Large Mining Height Working Face

Qian D.; Jiao H.; Deng J.; Yang J.; Jiao M.; Xian G.; Yu C.; Zhu Y.; Liu J.; Huang S.; Li B.

Published:2023-03-01
DOI:10.3390/min13030391

研究背景

随着社会的不断发展,煤矿等地下资源的采掘已成为现代工业的重要组成部分。然而,地下采掘过程中,矿井巷道的稳定性一直是一个困扰采矿工程师的难题。在采掘过程中,双巷道掘进能够缓解采矿生产需求和隧道速度之间的矛盾,对于地下矿山的可持续发展具有至关重要的作用。然而,由于双巷道掘进,挨着强矿区的采掘巷道的稳定性难以控制,尤其是在大采高工作面。因此,如何控制强矿巷道的稳定性成为了当前研究领域的一个重要问题。

研究内容

该论文研究了如何控制内蒙古转龙湾煤矿23205工作面强矿巷道的稳定性。通过现场监测、理论分析、数值模拟和工程实践等方法,确定了影响围岩变形和应力分布规律的主要因素,并提出了针对强矿巷道的控制措施。研究结果表明,影响强矿巷道大变形的因素包括大采高、重复采矿、大煤柱应力集中以及屋顶锚固层厚度小等。第一次和第二次采矿引起的中央煤柱应力峰值分别为23.19 MPa和27.49 MPa,应力集中系数分别为4.538和5.379。针对这些问题,提出了通过大直径钻孔进行压力释放和长锚杆进行屋顶加固的控制措施,以控制强矿巷道的稳定性。现场测量结果表明,通过这些措施,强矿巷道的变形得到了有效控制。围岩的最大变形为50毫米,满足了煤矿的安全和高效生产要求。此外,还提出了新的巷道布局优化和控制措施,以控制采矿巷道的稳定性。

研究意义

本研究提出的控制措施可以有效地控制强矿巷道的变形,为采矿工程的安全和高效生产提供了重要的保障。此外,新的巷道布局优化和控制措施可以为采矿工程的设计和实践提供有益的参考,具有一定的创新性和实用性。

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