大倾角煤层巷道变形分析与支护策略

"大倾角煤层巷道变形机理与支护控制研究" 本文主要探讨了大倾角煤层巷道在开采过程中遇到的围岩变形和破坏问题，并提出了解决方案。大倾角煤层巷道，通常指的是倾角在35~55°之间的煤层巷道，其独特的地质条件导致了与近水平煤层巷道不同的力学特性。在这些巷道中，由于岩石重力作用与层理方向的夹角较小，使得围岩受到的重力沿层理方向的作用增强，进而导致非对称性的变形和破坏。 通过结合菏泽某矿区的具体地质资料，研究运用了FLAC软件进行数值模拟，以分析大倾角煤层巷道的应力分布和变形情况。研究表明，与近水平煤层巷道相比，大倾角煤层巷道开挖后，巷道的变形表现得更为非对称，尤其是在低帮中部和高帮煤岩交界处。同时，低帮侧的顶底板支护也显得尤为重要。 针对这一问题，文章提出了针对性的支护控制方案。此方案强调了加强低帮中部和高帮煤岩交界处的支护强度，并重视对低帮侧顶底板的支护，以有效控制巷道的变形。通过实施该方案，成功地解决了大倾角煤层巷道的变形破坏问题，确保了煤炭开采的安全和效率。 文章中提到的试验巷道位于-900米标高，倾角为38~42°，采用的是直边梯形状，宽度为2.0米。巷道的直接顶是强度较低的泥岩，老顶为中砂岩，底板则是软岩，局部存在砂岩和泥岩的互层。在进行数值模拟时，使用了FLAC软件，选择了采矿工程常用的摩尔-库伦塑性模型来模拟岩体破坏。模型尺寸为100m x 100m，边界条件经过精心设置以减少边界效应，并考虑了上覆岩层的作用。 该研究为解决大倾角煤层巷道的变形问题提供了理论依据和实践经验，对于类似条件下的巷道支护设计具有重要的指导意义。通过对大倾角煤层巷道的深入理解和科学支护，可以显著提高煤矿的安全性和经济性。