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(柴里煤矿1.2Mta新井的设计) (柴里煤矿1.2Mta新井的设计)

格式:word 上传:2022-06-25 14:29:20

《(柴里煤矿1.2Mta新井的设计)》修改意见稿

1、“.....取得运动平衡,巷道围岩变形趋向缓和采高决定巷旁支护的切顶高度。巷旁支护阻力大小应根据块体不同时期的平衡条件导出不同时期的巷旁支护阻力计算式。还有学者根据煤层顶板特征和弹塑性力学的有关理论,将长壁工作面沿空留的煤层顶板简化成了层间结合力忽略不计的矩形叠加层板。认为沿空留巷支护载只与短支承边界的载荷有关。沿空留巷上覆岩层破断规律研究从前人的研究成果我们可以看出沿空留巷技术成败的关键是围岩控制能否适应沿空巷道的顶板运动规律,有效地控制顶板岩层,因此,将研究的重点放到对顶板岩层破坏机理的分析上。沿空留巷开采的技术特点沿空留巷技术是指回采巷道保留下来,通过对巷道围岩的控制使巷道在工作面回采过后仍不破坏,且能满足下个工作面回采使用的种开采技术,其技术核心巷道围岩控制,包括是巷内支护保证顶板不大面积垮落并具有定完整性和巷旁充填隔离采空区和所留巷道,提供类似于煤柱的支承力,确保所留巷道的稳定......”

2、“.....沿空留巷矿压模型见图所示。图沿空留巷矿压模型随着工作面推进,充填体,煤层和巷道顶板形成新的共同承载体,并且巷道顶板,墙体和煤层都将承受采空区顶板冒落所产生的压力和顶板周期来压,随采高的变化,这个承载体系将承受不同的压力,其变形值将与采高成近似正比关系。般来说,充填墙体强度较高,煤层强度相对要低,所以在压力作用下煤帮必然发生强烈位移,系统两支点变形不协调,顶板定然发生回转变形,顶板下沉,回转角持续增大,也加剧巷道顶板的下沉。因此通过加强支护,控制煤帮强烈位移是控制沿空留巷变形的关键之。依照上面分析的情况,巷道顶板在支承压力的作用下,般已经比较破碎,刚度和强度都比较低。如果顶板破碎到定程度,整个支承体系已经失去其意义,两个支点变成孤点,巷旁支护完全孤立,对直接顶没有支护作用,直接顶垮落,老顶回转下沉,巷道破坏,难以继续使用,留巷将成空谈......”

3、“.....保障充填体上方顶板相对完整是沿空留巷的另关键。从上面的分析可以看出,在沿空留巷系统内,巷旁支护和煤帮要承受在较大的应力作用,要使沿空留巷成功的关键就是要提高巷旁支护和煤帮的强度,从而使系统整体强度增强,以适应采动影响,使其在动压作用后仍能继续使用。本文研究课题巷旁支护采用充填支护的形式,下文将使用充填体代替巷旁支护进行分析。由板的塑性极限分析板破断的相似材料模拟试验以及现场观测均已证明长壁工作面自开切眼向前推进段距离后,首先在悬露老顶的中央及两个长边形成平行的断裂线ⅠⅠ,再在短边形成断裂线Ⅱ,并与断裂线ⅠⅠ贯通,最后老顶岩层沿断裂线Ⅰ和Ⅱ回转且形成分块断裂线Ⅲ,进而形成结构块。老顶在采空区中接触矸石后,运动较平缓。老顶初次破断后的平面图形近似呈椭圆状,见图。沿空留巷的直接顶板除采空区自然冒落外,必然由于结构块即结构块的运动而被迫下沉。因此......”

4、“.....般来说,充填体很难阻止结构块的旋转下沉。可见,当老顶破断下沉时,要求巷旁充填体具有定的可缩量,使其适应结构块的旋转下沉。为了保持巷道顶板的完整,以及减少顶板下沉量,要求充填体具有定的支护阻力,将结构块在采空区侧沿充填体边缘切断,即切顶。图沿空留巷老顶破断的基本形态根据图所示的沿空留巷老顶断裂结构图,结构块和在其中部悬顶距达到最大,此时充填体既要适应结构块的运动,又要控制顶板旋转下沉量,所承担的载荷达到最大。此时,充填体外侧顶板最可能发生切顶断裂,因而充填体的支护阻力必须满足这种切顶要求。从上面的分析可以看出顶板的完整性越好,留巷支护系统的承载性能越好,但墙体所提供的支护阻力则越大,充填墙体的可缩性和强度要求越大,即顶板岩性越好,充填墙体所受压力越大。卧龙湖矿顶板为粉砂岩为主,最明显的特征是岩浆岩侵入,顶板稳定性较好,但切顶时若使岩浆岩破断则要求充填墙体的支护阻力必须很大......”

5、“.....沿空留巷上覆岩层破断规律上覆岩层的活动是引发沿空留巷压力和变形剧烈的主要原因。所以,研究留巷首先就应该对上覆岩层破断规律有所认识。上覆岩层的活动规律特别是侧向板块的结构及活动规律,对留巷围岩变形影响最为显著。采空侧顶板岩层的垮落形式上覆岩层的垮落形式为主动垮落和被动垮落,不同边界上覆岩层垮落形式不同,所引起的矿压显现特征也不同,如图。主动垮落发生主动垮落的岩层多为煤层或泥岩层等松软破碎岩层,该层在采动影响下受自重或层面内应力作用而与其上部岩层产生离层并破碎,进而从采空区处开始垮落。其特征是岩层垮落前首先与上覆岩层明显离层,垮落过程中不受上覆岩层力的作用。垮落前的发展过程比较缓慢,是自身在应力作用下破坏失稳的过程,然后从始发区域突破,这区域多为应力峰值处或顶板岩层破碎松软处而该岩层局部破坏后,失稳过程中积聚的应变能剧烈释放,该岩层其他部分也必然迅速破坏......”

6、“.....这种垮落是从最下部开始发生的,然后向上部发展,垮落主要是自重引起的。现场实测得到的围岩变形形式充分证明了这点。研究结果表明,在岩层发生离层前,及时进行支护,使顶板岩层与上覆岩层形成个整体,并不发生离层,这样就能使顶板沿巷旁支护外侧采空区侧切断,垮落时对所架设的巷道支护的冲击较小,顶板相对完整,支护承受的压力主要是采动应力,支护的变形也较小。若顶板离层后再架设同样大小的支护,顶板岩层就会失去整体性,沿煤帮和巷旁支护外侧采空区折断,垮落时对支护的冲击较大,顶板承受的除了采动应力外还要承受该层本身的自弯矩,支护变形也较大。及时合理的巷内支护对上覆岩层垮落具有明显的主动控制作用,因此及早进行巷内支护以及保证支护具有较大的初撑力,对控制围岩活动是十分重要的。图顶板垮落循环示意图被动垮落该类岩层多为砂岩或更坚硬的岩层,例如卧龙湖矿顶板局部的岩浆岩侵入层......”

7、“.....但更上层岩层却因离层而发生破坏,所以该岩层在其上覆岩层下沉的迫使下的垮落因此被动垮落般指下位岩层,其上位岩层是主动垮落。垮落特征是发展的速度快,每次垮落其实都是主动,被动垮落同时进行,都是个岩层组的垮落,其厚度较大图阴影部分,较大的应变能瞬间释放。垮落时对采空区边界的冲击程度主要取决于次垮落的厚度,厚度越大,来压强度越大,有时垮落面积并不大,但强度很大。老顶周期性来压常属这种垮落形式。垮落通常是由弯矩和剪力组合引起的,有时易产生层间错动或台阶下沉。由图可以看出,上覆岩层垮落所产生的动压是按几何比例分配的,长边分配的比例较大,长和宽的比值决定分配的比值,无论是主动垮落选是被动垮落,其垮落顶板下位岩层矩形板的长边般都平行于工作面,大于垮落岩层的宽度,因此上覆岩层垮落所产生的动压,对移动边界即工作面的影响比对固定边界沿空留巷的影响严重得多。研究结果和现场实践都表明......”

8、“.....这与用弹性力学板壳理论计算出的固支矩形板长边上的弯矩大于短边上的弯矩的结果相吻合,即沿空留巷支护阻力必然小于工作面采场支架的支护阻力。同时,从图中还可以看出,顶板垮落的宽度越大,沿空留巷所承担的动压就越多,所以要保证留巷成功就必须保证顶板及时放顶,如顶板强度较大,必须进行及时强制放顶。主动垮落与被动垮落的空间关系垮落循环从沿工作面推进方向所作的纵剖面图图可以看出,个周期垮落循环是由几次上覆岩层垮落组成的。从这几次垮落的分布来看,前期垮落岩层层位较少,以主动垮落为主,步距较大后期垮落岩层层位较多,以被动垮落为主,步距较小。从来压强度来看,决定来压强度的主要是垮落岩层的厚度,因此般是后期垮落对工作面所产生的来压强度较大,顶板周期性来压强度大。总之,工作面周期来压是不均衡的,周期来压步距不相同,相邻的两次周期来压步距来压强度往往都不相同......”

9、“.....顶板岩层层位分布和放顶步距等,分析其来压规律对研究沿空留巷以及采场支护对围岩相互作用机理有重要意义,寻找合理控制留巷岩层活动的方式和设计支护参数。从淮北卧龙湖矿顶板特征可以看出该矿顶板岩层垮落以被动垮落为主,岩浆岩侵入段更需要强制放顶,顶板垮落步距较小,但最少是岩浆岩以及上覆粉砂岩层的垮落,厚度较大,造成顶板来压强度大,从垮落循环角度分析,岩浆岩段不存在典型意义的前期垮落,以强制放顶被动垮落为主,周期性来压较大。这就要求选择支护手段进行巷内支护和巷旁充填时必须考虑到强来压影响,提高支护强度。围岩活动的分期规律及空间特征采空侧围岩活动的分期规律煤炭被采出,相当于撤出了上覆岩层的部分支座,导致了上覆岩层应力的重分布。岩层应力分布的特征是哪里支护刚度大,分布到哪里的载荷就大,我们这种现象称,为应力重新分布的集硬效应。其结果是在采空区上方顶板中产生卸载空间......”

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