大采高综采工作面运输顺槽支护优化研究——以张家峁煤矿为例

"浅埋煤层大采高综采工作面运输顺槽支护优化设计" 在煤矿开采过程中，运输顺槽的稳定性和安全性至关重要。本文以张家峁煤矿14206工作面运输顺槽为例，探讨了如何通过锚杆支护参数的优化设计来改善顺槽的支护效果。该研究结合了理论分析、FLAC3D数值模拟以及现场工业试验，对煤岩体的物理力学特性进行了深入研究。 首先，通过对现场的变形、离层量以及锚杆受力的监测，研究人员掌握了运输顺槽的实际工况。这些数据对于理解顺槽在开采过程中的动态响应和支护需求提供了基础。通过对煤岩的室内试验，获取了关键的物理力学参数，如弹性模量、泊松比、抗压强度等，这些参数是进行支护设计的重要依据。 在理论分析阶段，利用这些参数建立了顺槽支护的力学模型，以预测不同支护方案下的顺槽变形情况。随后，借助FLAC3D软件进行数值模拟，进一步验证了理论模型的合理性，并探索了不同支护参数（如锚杆长度、间距、角度等）对顺槽稳定性的影响。数值模拟结果显示，合理的锚杆角度设置可以有效控制煤体的变形和裂隙扩展。 现场工业试验部分，研究人员针对不同钻孔倾角对煤体影响进行了分析。研究发现，随着钻孔倾角的增大，孔洞周围煤体的卸压区和应力升高区范围减小，应力分布变得更加不均匀和不对称。同时，钻孔倾角的增加能减少煤体的最大位移量和总位移量，降低了煤体的破坏程度。然而，靠近孔洞的煤体更容易受到破坏，但其破坏程度会随着倾角的增大而减弱。 此外，钻孔倾角也影响着煤岩体塑性区的分布。钻孔施工导致的应力集中会使煤岩体产生塑性变形，形成新的裂隙并扩展原有的裂隙网络。钻孔倾角越大，塑性区的范围越小，且更接近孔壁，这与应力升高的区域分布一致。 综合以上研究成果，优化后的锚杆支护方案能够有效地控制运输顺槽的变形，提高支护效率和安全性。这一结论对类似地质条件下的煤矿运输顺槽支护设计提供了重要的实践指导，有助于提升煤炭开采的安全性和经济性。 参考文献： [1] 张超，林柏泉，周延，等. 本煤层近水平瓦斯抽采钻孔“强弱强”带压封孔技术研究［J］. 采矿与安全工程学报，2013，30（6）:935-939. [2] 陈才贤，苏静. (未完待续)