第
41
卷
第
9
期
煤
炭 科 学 技 术
Vol. 41 No. 9
2013
年
9
月
Coal Science and Technology
Sept. 2013
深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术
康 红 普
1,2
(1.
煤
炭科学研究总院 开采设计研究分院
,
北京
100013;2.
天地科技股份有限公司 开采设计事业部
,
北京
100013)
摘 要
:
在新汶矿区井下地应力实测数据的基础上
,
分
析了深部煤矿地应力场分布特征
、
规律及影响
因素
;
基于
20
余个矿区的地应力测量数据
,
对比分析了浅部与深部煤矿地应力状态
、
水平应力与垂直
应力的比值等方面的差异
;
研究了掘进工作面与采煤工作面周围垂直应力降低区
、
应力升高区分布及
集中应力变化
;
通过分析采动应力监测数据
,
论述了回采工作面超前支承压力分布范围
、
峰值大小及
与工作面的空间位置关系
;
针对深部巷道地应力高
、
采动影响强烈的特点
,
介绍了适用于深部巷道的
支护法
、
加固法及应力控制法
;
指出基于煤岩体地质力学测试
、
以锚固与注浆为核心的支护加固技术
,
是有效
、
经济的深部巷道围岩控制技术
。
关键词
:
深部煤矿
;
地应力
;
采动应力
;
巷道
;
围岩控制
中图分类号
:TD322
文献标志码
:A
文章编号
:0253 - 2336(2013)09 - 0012 - 06
Stress Distribution Characteristics and Strata Control Technology for
Roadways in Deep Coal Mines
KANG Hong-pu
1,2
(1. Coal Mining and Designing Branch,China Coal Research Institute,Beijing 100013,China;
2. Coal Mining and Designing Department,Tiandi Science and Technology Co. ,Ltd. ,Beijing 100013,China)
Abstract:Based on the in - situ stress measurement data from Xinwen Mining Area,the in - situ stress distribution features,law and af-
fecting factors in deep coal mines were analyzed. On the basis of the in - situ stress data from more than 20 coal districts,the differences on
stress states and ratio of horizontal stress to vertical stress between shallow and deep coal mines were analyzed. The vertical stress decrea-
sing and increasing zones and concentrated stress change around the heading face and coal face were studied. The distribution scope,peak
value and spatial relation with the working face of mining - induced stresses were discussed through the analysis on the monitoring data.
The support,reinforcement and stress control approaches suitable for deep roadways with high in - situ stresses and intensive mining - in-
duced stresses were introduced. It was pointed out that the support and reinforcement technology with rock bolting and grouting as key and
on the basis of in - situ geomechanics measurements,was an effective and economical strata control method for deep roadways.
Key words: deep coal mines;in - situ stress;mining - induced stress;roadways;
strata control
收
稿日期
:2013 - 03 - 19;
责任编辑
:
王晓珍
基金项目
:
国家自然科学基金煤炭联合基金重点资助项目
(U1261211)
;
国际科技交流与合作专项资助项目
(2010DFB73070)
作
者简介
:
康红普
(1965— ),
男
,
山西五台人
,
研究员
,
博士生导师
,
博士
,
现任中国煤炭科工集团有限公司首席科学家
,
天地科技开采设计事业部
副总经理
。E - mail:kanghp@ 163. com
引用格式
:
康红普
.
深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术
[J].
煤炭科学技术
,2013,41(9)
:12 - 17.
0
引 言
目
前
,
我国国有重点煤矿开采深度达
1 000 m
的煤矿有
30
余处
,
最大开采深度已经接近
1 500 m,
而且每年以
8 ~ 12 m
的延深速度递增
。
我国东部煤
矿的浅部煤炭资源已逐渐枯竭
,
为了实现煤炭工业
的可持续发展
,
深部开采已成为煤炭工业必须解决
的重大课题
。
地下煤炭资源开采以前煤岩体处于原
岩应力状态
,
进行采掘活动后
,
破坏了煤岩体原始的
应力平衡状态
,
产生了应力集中
、
应力转移等应力变
化
,
在采掘空间周围形成采动应力场
。
正是煤岩体
中的应力变化引起了围岩变形
、
岩层运动
、
岩层结构
失稳破坏
,
进而导致各种灾害的发生
。
因此
,
地应力
与采动应力是煤炭开采岩层灾害的根本驱动力
。
深
部煤炭开采的最大特点是煤炭资源开采前煤岩体处
于高原岩应力状态
,
而进行采掘活动后
,
裸露采掘空
21
DOI:10.13199/j.cnki.cst.2013.09.007