大角度旋采面临断层巷道顶板事故控制研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hjss2008
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顶板灾害是煤矿五大灾害之一,巷道顶板事故具有多发性和高死亡率的特性,是矿山安全迫切需要研究的课题。岱庄煤矿2344工作面为旋转开采不规则工作面,因为该工作面紧邻断层布置,且采用特殊的旋转开采工艺,必将造成该工作面巷道围岩变性破坏规律的特殊性,尤其是临断层布置的轨道顺槽,在采场动压的影响下,其巷道围岩变性破坏严重,维护困难,极易发生顶板事故,因此,对大角度旋采工作面临断层巷道顶板事故控制进行研究,对实现类似情况下的煤矿生产安全有重要意义。  本文在对前人顶板事故理论进行深入分析的前提下,结合经验类比、数值分析和危险性评价、现场实测等方法,对大角度旋采工作面临断层巷道顶板事故控制技术进行研究。首先分析临断层布置巷道围岩的受力特征,推导出断层煤柱宽度的塑性区计算公式,并对工作面旋转情况进行分析,确定虚旋转中心的旋转方式,得出旋转对围岩控制最大的影响在于旋转段巷道的顶板控制,在此基础上确定了大角度旋转工作面临断层巷道顶板事故控制的初步方案。其次采用FLAC数值模拟方法,对旋采面临断层巷道围岩破坏规律进行数值分析,确定断层保护煤柱留设宽度为5m,确定旋转段巷道为顶板事故优化控制的重点部位,并得出非旋转段超前支护距离最小为30m,旋转段最小为35m。然后用事故树分析的方法,对巷道支护方案进行危险性评价,并结合岱庄煤矿实际情况,采用模糊综合评价法,从整体上对巷道顶板事故进行危险性评价,进而结合危险性评价结果和数值模拟结论,分析巷道顶板事故初步控制方案的不足,采取巷道顶板补强支护、巷道表面加强控制、旋转段巷道围岩优化控制的方法,得出大角度旋转工作面临断层巷道顶板事故控制的优化方案。最后在岱庄煤矿2344工作面进行工程实践,矿压观测结果表明顶板事故控制优化方案整体效果良好,能够确保巷道在采动影响下的顶板安全,有效防止大角度旋采面临断层巷道顶板事故的发生。
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