大断面碎裂煤巷优化支护技术研究

"大断面碎裂煤巷优化支护技术研究与应用" 本文主要探讨了在大断面碎裂煤巷中的支护技术优化问题，针对特定地质条件下的机轨合一巷道，通过理论分析和数值模拟方法，寻找最优的支护方案。作者以某矿051508机轨合一巷为例，该巷道具有特殊的地质环境，煤岩体力学模型被建立以理解其力学行为。在此基础上，研究了顶板围岩的破碎非对称分布特性，这对巷道稳定性至关重要。 在地质模型中，上下帮侧顶板承载的实际悬顶距离被推导出来，这有助于预测和控制巷道的变形。非对称分布的顶板破碎特征意味着巷道的两侧可能会受到不均匀的压力，这增加了支护设计的复杂性。为了应对这一挑战，作者采用了FLAC3D数值模拟软件，这是一种强大的地力学分析工具，可以模拟巷道在开采过程中的动态响应和变形。 通过FLAC3D模拟不同支护参数，作者得出了在保障安全、高产和高效前提下的最优支护策略。这不仅考虑了支护结构的强度，还考虑了其适应性，旨在实现与围岩的协同作用，降低支架损坏，改善巷道维护。对于大断面、特别是倾斜顶板的异形巷道，由于顶板暴露长度较大，且受岩层自重应力和离层阻力的影响，支护设计需要特别关注防止顶板滑移。 文章指出，当前的煤炭开采趋势是机械化和深部开采，这带来了更大的围岩变形挑战。传统的矩形或拱形巷道设计可能不再适用，因此对于倾斜顶板的异形巷道的研究显得尤为必要。通过对这类巷道的深入研究，可以为类似地质条件的矿井提供有价值的参考，提高巷道的稳定性和安全性，同时降低维护成本。 在实际工程应用中，大断面支护优化不仅可以提升巷道的使用寿命，还能确保生产过程的安全，这对于煤炭行业的可持续发展具有重要意义。作者的这项工作为未来类似问题的研究提供了基础和方向，强调了科学的支护设计在现代煤矿开采中的关键作用。