回采巷道掘进过断层技术研究_高飞.pdf
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1、282023 年第 5 期收稿日期 2022-10-30作者简介 高飞(1983),男,山西大同人,2018 年毕业于黑龙江科技大学电气工程及其自动化专业,本科,采煤工程师,长期从事采矿工作。回采巷道掘进过断层技术研究高 飞(和尚嘴煤业有限公司,山西 大同 037002)摘 要 采用数值模拟研究和尚嘴煤矿 14-2号东轨道巷过 F3 断层过程中围岩应变情况,用注浆的方法改善断层区域岩性,并进行治理区域效果考察。结果表明:14-2号东轨道巷过 F3 断层沿用原支护方案巷道最大位移量为 1000 mm,主要集中在巷道顶板和帮部;采用注浆措施改善断层区域岩性后,巷道掘进过程中深部最大位移量 100
2、mm,掘进安全可靠。关键词 掘进;断层;模拟;支护中图分类号 TD353 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2023.05.009Research on Technology of Mining Roadway Driving Passing Through the FaultGao Fei(Heshangzui Coal Industry Co.,Ltd.,Shanxi Datong 037002)Abstract:Using numerical simulation to study the strain situation of surroundi
3、ng rock during the process of the No.14-2 east rail roadway passing through the F3 fault in Heshangzui Coal Mine,using grouting method to improve the domain lithology of the fault area,and conducting an investigate on the effectiveness of the treatment area.The results show that the maximum displace
4、ment of the roadway in the original support scheme for the No.14-2 east rail roadway passing through the F3 fault is 1000 mm,mainly concentrated in the roof and sides of the roadway;After using grouting measures to improve the domain lithology of the fault area,the maximum displacement in the deep p
5、art of the roadway driving process is 100 mm,ensuring safe and reliable driving.Key words:driving;fault;simulation;support高 飞:回采巷道掘进过断层技术研究 高 飞:回采巷道掘进过断层技术研究 我国专家学者关于井下巷道掘进通过构造带问题进行了大量研究,结果表明,断层会破坏巷道围岩力学性质,导致巷道掘进支护后变形严重1-6。针对和尚嘴煤矿 14-2号东轨道巷掘进过程中通过 F3断层,采用数值模拟方法进行围岩稳定性分析,结合现场工程实际制定措施,并进行效果考察。1 工程概况和尚
6、嘴煤矿为低瓦斯矿井,14-2号东轨道巷位于 14-2号煤层中,煤层平均厚度 1.68 m,煤层倾角2.5。煤层顶板为细粒砂岩,平均厚度 20 m,致密坚硬;煤层底板为粉砂岩,平均厚度 8 m。14-2号东轨道巷掘进过程中遇到 F3 断层,F3 断层为逆断层,断距 5 m,倾角 46,整体比较破碎,邻近巷道通过该断层过程中仅通过 U 型钢加强支护出现了围岩变形严重的现象,无法有效满足支护要求。14-2号东轨道巷为矩形断面,断面宽度 6 m,高度 3 m,设计支护措施为锚杆+锚索组合支护,如图 1。图 1 断面设计图(mm)2 围岩稳定性分析为研究 14-2号东轨道巷过 F3 断层过程中的围岩稳定
7、性,采用软件 comsol multiphysics 对区域围292023 年第 5 期高 飞:回采巷道掘进过断层技术研究 高 飞:回采巷道掘进过断层技术研究 岩应变进行数值模拟研究。假设煤层、岩层为均匀介质,区域内水害、瓦斯灾害小,不考虑液相、气相渗流作用,通过岩心取样技术对区域内煤层及顶、底板进行取样,样本力学参数测试结果见表 1。表 1 模拟参数表岩性厚度/m密度/(kg/m3)单轴抗压强度/MPa弹性模量/GPa泊松比黏聚力/MPa内摩擦角/()细粒砂岩203 934.3755.8520.8452.108.546.2514-2号煤层1.683 301.7825.754.091.652.
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