煤层群底部巷道围岩破坏分析与控制策略

"煤层群底部巷道围岩破坏机理及控制技术" 本文主要探讨了在山西大同晋华宫煤矿11~#煤层8714工作面运输巷掘进过程中遇到的严重矿压显现问题，如片帮和底鼓等。作者通过理论分析和数值模拟的方法，深入研究了煤层群底部巷道围岩的变形破坏机理，并提出了一套有效的控制技术。 首先，煤层群底部巷道的围岩破坏机理涉及到多个方面。煤层群的存在使得上覆岩层的应力分布发生改变，尤其是底部煤层巷道，受到上方各煤层开采后应力重分布的影响。当巷道掘进时，原本稳定的围岩结构被破坏，原有的应力平衡被打破，导致围岩产生不同程度的变形，包括向巷道内侧的片帮（侧向破裂）和底鼓（巷道底部的隆起）。此外，煤层开采后的回采沉陷也会加剧这些现象，使得巷道维护难度增大。 数值模拟作为一种强大的分析工具，在研究中起到了关键作用。通过建立地质力学模型，可以模拟实际工况下的应力分布和变形情况，帮助研究人员理解和预测巷道围岩的行为。数值模拟可以精确地分析不同开采顺序、支护方式等因素对围岩稳定性的影响，从而为制定合理控制策略提供依据。 在控制技术方面，文章可能提出了以下几点措施： 1. 支护优化：选择适合的支护材料和设计合理的支护结构，如使用高强度锚杆、锚索和喷射混凝土联合支护，以增强巷道的承载能力和稳定性。 2. 巷道布置与开采顺序：优化巷道布局，避免穿越应力集中区，同时合理安排开采顺序，减少对底部巷道的直接压力。 3. 预应力技术：应用预应力技术，预先加载巷道支护，以抵消部分开采后产生的应力，防止围岩过早破坏。 4. 地质预测与监测：加强地质探测，准确了解煤层和岩层特性，实时监测巷道变形，及时调整支护方案。 5. 底板加固：对巷道底部进行特殊加固处理，如底板注浆或铺设底板硬化层，以抑制底鼓现象。 该研究旨在通过科学的理论分析和先进的数值模拟技术，解决煤矿巷道因煤层群开采而引发的围岩破坏问题，提高巷道的安全性和稳定性，为类似工程提供理论支持和实践指导。通过采取合适的控制技术，可以有效地减少矿压显现，保障煤矿生产安全。