富水煤层巷道顶板失稳机理与围岩控制技术  被引量:34

Instability mechanism and technique of surrounding rock control of water-enriched roofs of coal drifts

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作  者:姚强岭[1] 李学华[1] 瞿群迪[1] 

机构地区:[1]中国矿业大学矿业工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州221116

出  处:《煤炭学报》2011年第1期12-17,共6页Journal of China Coal Society

基  金:江苏省"青蓝工程"资助项目;国家自然科学基金资助项目(50974118);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-09-0727);江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(CX10B_149Z)

摘  要:为了研究煤层巷道粉砂质泥岩直接顶受基本顶裂隙水侵蚀后,巷道掘进过程中易于发生冒顶事故的原因,通过现场调研、取样、实验室试验和理论分析相结合的综合研究手段揭示出富水煤层巷道顶板失稳的机理在于:巷道开挖后产生的顶板裂隙形成了直接顶与基本顶含水层之间连通的通道,使得微结构裂隙发育和含有较高的亲水性矿物粉砂质泥岩吸水,其吸水后产生了较高的膨胀应力,并在三向受力状态下发生崩解、破坏,锚杆承载基础弱化和较高的膨胀应力引起了煤层巷道顶板失稳。同时针对富水煤层巷道顶板失稳机理,提出了通过减少顶板水运动对围岩的破坏、优化巷道断面和高预应力来实现该类巷道顶板的稳定。工程实践表明,采用半圆拱巷道、合理布置疏水孔以及高预应力锚带网索组合支护体系可确保对该类巷道顶板的有效控制。In order to study immediate roof of silty mudstone early to be taken place roof fall under effect of fissure water,presented en-riched coal roadways instability mechanism by the means of synthesizing practical,sampling laboratory tests and theory analysis.This mechanism is that some crack produce by excavation connect aquifer of main roof,microstructure of silty mudstone are contents of lots of hydrophilicity minerals and fracture,meanwhile,and then silty mudstone produce highly expansion stress and make disintegration after absorbing water.Basis of bolt destroyed and highly expansion made the water-enriched roofs instability.Meanwhile,for this mechanism,proposed a technology for controlling roofs stability,including water retention,optimizing sectional drawing of roadway and high pretensioned stress.Field test indicates that semicircular arch roadway,hydrophobic holes and combined support system with high pretensioned stress bolts can maintain the roof stability in this kind of coal drifts.

关 键 词:富水煤层巷道 失稳机理 围岩控制 粉砂质泥岩 

分 类 号:TD327.2[矿业工程—矿井建设] TD353.6

 

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