预掘复合顶板大垂高巷道围岩控制技术.doc

预掘复合顶板大垂高巷道围岩控制技术翟镇煤矿煤岩复合顶板巷道采用锚带网索联合支护效果不理想，支护问题严峻；此类型，一方面，巷道掘进速度慢且顶板翻修率高，长久以来，导致支护成本高；另一方面，顶板支护安全性较弱，顶板整体大变形，局部顶板冒落等异常矿压显现显著。论文通过对煤岩复合顶板巷道支护失效分析，提出预掘复合顶板大垂高巷道围岩控制技术；论文采用理论分析、数值模拟等研究方法，综合确定了预掘复合顶板大垂高巷道的锚杆、锚索支护参数，并结合巷道断面形状、围岩应力分布特点，设计了预掘复合顶板大垂高巷道超前液压支架，并在现场进行了工业性试验，主要成果如下：（1）翟镇煤矿煤岩复合顶板极限强度及各岩层间粘结力低，在受到地压和采动压力的双重作用下，煤岩复合顶板软弱岩层出现破碎、冒落且围岩的塑性区不断扩大，造成锚杆锚固段内的岩体逐渐变形、离层，使得锚杆支护阻力逐渐降低，并且复合顶板软弱岩层本身的松动膨胀也对下位岩层形成较大的垂直载荷，最终导致锚杆锚索支护失效，巷道顶板出现较大下沉。（2）翟镇煤矿3405E中间巷采用预掘复合顶板大垂高巷道锚带网索支护方案，综合运用理论分析、数值模拟方法优化设计了锚杆、锚索支护参数。（3）分析巷道超前应力分布情况，确定了3405E上、下工作面合理的超前支撑距离；结合大垂高巷道断面形状，设计八立柱多段顶梁支撑式超前液压支架，并计算得出支架的支护强度最小值、初撑力及工作阻力。（4）运用预掘复合顶板大垂高巷道围岩控制方法在3405E中间巷进行了工业性试验，监测结果表明巷道围岩变形量较小，巷道断面满足使用要求。