极松软复杂围岩巷道变形机理及合理支护优化研究
极松软复杂围岩巷道变形机理及合理支护优化研究
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一、项目背景及研究内容
(1)、项目背景
1、长期以来,软岩支护一直都是制约我国煤炭行业发展的瓶颈性问题,也是是煤矿工程技术重点关注的问题。
2、软岩巷道变形主要表现为:两帮或某一帮变形量大,导致刚性支架支护失效;底臌明显,底臌量甚至超过两帮变形量;围岩变形周期长,围岩收敛变形量表现出明显的线性特征。
3、中林煤矿2503机巷及南翼下山为典型软岩巷道,且由于受到构造应力的影响,巷道围岩破坏严重,严重影响到矿井的正常生产。为此开展了本课题的研究。
(2)地质条件
1、中林煤矿南采区南起F2断层下盘断煤交面线、及其延伸线或二号井筒保安煤柱线,北至B4煤层储量计算边界线;所涉及煤系地层属于二叠系乐平统龙潭组。本课题主要研究对象为2503机巷及南翼下山。
2、B4煤层伪顶及直接顶炭质泥浆和泥岩,岩性极差,极易冒落,底板与顶板类似,为泥岩及粘土岩,可塑性强,极易产生底鼓。
(3)、研究内容
1、分析南采区2503机巷及南翼下山围岩力学特征。分析测定围岩物理力学性质及现阶段变形参数;
2、利用理论分析、实验室试验及数值计算等综合研究方法,研究大落差逆断层这一特殊地质条件下极松软复杂围巷道围岩的应力状态及破坏规律。
3、通过现场观测确定巷道围岩塑性区分布、变形情况,并通过理论分析和实验室模拟确定造成这一状况的原因。
4、利用已取得的研究成果,通过对其现有支护体系分析、归纳、优化及理论验证,进而提出合理优化支护方案,为实验巷道支护提供可行、合理的加固技术方案。
二、中林煤矿支护现状研究