深井邻近煤岩巷道掘巷扰动效应的影响与支护技术研究.doc

深井邻近煤岩巷道掘巷扰动效应的影响与支护技术研究本文采用理论分析、数值模拟分析和现场工业性试验的手段,研究了深部矿井相邻巷道掘巷扰动效应对原有巷道稳定性的影响,揭示了两条巷道在不同间距和不同分布情况下对掘巷扰动效应的影响规律,提出了控制掘巷扰动效应影响的围岩稳定性控制技术,并在工业性试验中进行了验证。主要结论如下:(1)通过巷道围岩的蠕变原理,分析了邻近巷道掘巷扰动效应的产生机理以及影响掘巷扰动效应的条件,得出在深部矿井中,相邻巷道掘巷扰动效应普遍存在,是影响原有巷道稳定性的一大重要因素。(2)利用数值模拟揭示了两条巷道的相对位置不同以及开挖顺序不同对掘巷扰动效应的影响特征。两条相邻巷道处在同一水平面时的掘巷扰动效应影响比两条相邻巷道处在同一竖直面时要小,两条巷道呈斜向布置时的掘巷扰动效应影响比两条巷道处在正上下时的要小;两条巷道先开挖下层巷道时,巷道的掘巷扰动效应较小。(3)运用数值模拟分析了不同埋深下,两条巷道间距不同对掘巷扰动效应的影响规律。运用ABAQUS有限元软件分别对埋深在-470m、-906m的两条相邻巷道进行数值分析,分析了两条巷道间距为10m、20m、30m、40m以及50m的5种情形。分析结果说明当巷道位于浅部条件下掘巷扰动效应不明显,当两条巷道间距达到30m后就可以忽略不计;而在-906m埋深情况下,相邻巷道掘巷扰动效应的影响很大,即使两巷间距达到50m,新巷道的掘进还是会对原有巷道的稳定性造成破坏。(4)提出了采用强化拱形棚腿与钢筋网锚喷联合支护方案的巷道补强支护方案,通过工业性对比试验看出,运用了补强支护手段的巷道有效的控制了掘巷扰动效应带来的影响,保证了原有巷道的稳定性。