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综放沿空留巷围岩及充填体稳定性研究 随着现代采矿技术的不断发展,综放采矿在煤矿生产中得到了广泛应用。在综放采矿过程中,为了减小矿柱的大小,提高回采效率,同时保证矿山安全,采用了留巷技术来加强围岩的稳定性。然而,留巷技术也会对围岩的稳定性产生影响。本文就围绕综放沿空留巷围岩及充填体稳定性问题展开研究。 1.综放沿空留巷技术 综放沿空留巷技术是一种以综放工作面为主体,以留巷支护为手段的综放采煤技术。在该技术中,综放工作面采取后撑、回撑复合加固措施,每换一道工作面,间隔留置一道固定的留巷,形成留巷综放工作面。在这样的采煤工作面上,留巷负责围岩控制,综放工作面负责煤层采面。通过采用留巷技术,既可以减少留置的煤矸填料,又可以提高回采效率,同时保证矿井的安全。 2.围岩稳定性分析 2.1围岩分类 围岩通常可以分为软岩、硬岩和中硬岩三类。不同类型的围岩其力学特性和围岩稳定性都不同。在综放沿空留巷围岩及充填体稳定性研究中,需要分析不同类型围岩的特点,制定合适的支护措施,保证煤矿生产的顺利进行。 2.2围岩破坏机理 围岩破坏主要有两个阶段,即应力集中阶段和弹性破裂和塑性变形阶段。在应力集中阶段,围岩首先出现应力集中现象,然后出现裂缝。裂缝在不断扩张过程中,破碎区域持续扩大。在弹性破裂和塑性变形阶段,裂缝的扩展和破碎区的扩大加速,直到围岩失稳崩落。 2.3围岩稳定性分析方法 我们可以采用有限元法、数值模拟方法等手段进行围岩稳定性分析。有限元法是一种建立复杂结构系统的有理方法,具有适用范围广、快速高效等优点;在数值模拟过程中,可以根据实际工况和围岩特征设置相应的物理力学参数,以求得较好的研究效果。通过这两种分析方法,可以得到围岩稳定性的较为精准的数值分析结果。 3.充填体稳定性 综放沿空留巷技术中,为了保证留置巷的稳定性,通常采用充填法进行支护。充填体具有良好的拉伸性能,能够适应振动变形引起的应力变化,具有一定程度的良好的破碎韧性,承受周期性荷载的能力强。但在充填体使用过程中,由于软、硬岩难以完全填充坑道,充填体内可能存在空洞等不良现象,且由於充填料完全不受坑道围压和地应力的作用,随着时间的推移,在自重荷载、振动荷载和水分作用等多种因素影响下,充填体的稳定性难以有效保证。 4.围岩及充填体稳定性加固设施 综放沿空留巷围岩及充填体稳定性加固设施通常包括支吊架、锚杆等。支吊架是二十世纪六十年代后期到七十年代采用的一种填充式采掘工作面支护结构。锚杆通过钻探孔位固结在围岩内,起到增强围岩强度,避免万一发生围岩塌方等灾害事故。通过这些支护技术的应用,可以有效保证综放沿空留巷围岩及充填体的稳定性。 5.结论 通过本次综放沿空留巷围岩及充填体稳定性研究,在理论方面,我们对围岩稳定性的应力集中、破碎韧性等特性有了更深入的认识;在工程实践方面,我们对支吊架、锚杆等固结技术的应用有了更深入的认识;在煤矿生产方面,通过这些技术手段,可以有效保证矿井生产的顺利进行。在今后的综放采矿过程中,我们应该加强技术研发,提高围岩稳定性的预测和分析精度,为我国煤炭行业的发展做出更大的贡献。