煤矿深部超大断面硐室群围岩连锁失稳控制研究进展

• Published in: 煤炭学报 Vol. 47; no. 1; pp. 180 - 199
• Main Authors: 谭云亮, 范德源, 刘学生, 张俊文, 宁建国, 姚强岭, 付小敏
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 山东科技大学能源与矿业工程学院,山东青岛266590%中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京100083%中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116%通用技术集团工程设计有限公司,山东济南250031 2022
• Subjects: 深部;超大断面硐室群;等效分类;连锁失稳机理;协同控制;监测预警
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.YG21.1810

TD322; 煤矿深部超大断面硐室群因其围岩应力集中程度高、破坏影响范围大,特别是在复杂动载扰动下易发生连锁破坏失稳现象,其安全和稳定已成为制约深部煤炭资源开采的主要瓶颈之一.围绕煤矿深部超大断面硐室群围岩连锁失稳控制开展研究,针对现有煤矿硐室仅以断面尺寸划分的不足,综合硐室失稳临界埋深、断面面积、围岩综合抗压强度和围岩综合完整性系数等影响因素,提出了基于模糊综合聚类分析的煤矿硐室地质力学等效分类方法,实现了对煤矿深部超大断面硐室的有效判识;通过室内试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,考虑密实性系数构建了适于动静组合加载条件的岩石蠕变损伤本构关系,建立了深部复杂应力环境下硐室群围岩连锁失稳机理与能量判据,揭示了深部动静组合载荷下超大断面硐室群围岩变形破坏演化规律;提出了深部硐室群围岩协同支护机理,研发了新型高强超塑吸能支护材料及新型高强拉压耦合锚索,基于长期安全稳定性,构建了深部硐室群围岩递进式加固技术及分步设计方法;研发了超大断面硐室群围岩长时变形失稳监测预警平台,给出了围岩综合预警方法及阈值.在新巨龙煤矿煤矸分选硐室群,硐室断面最大收缩率约6.2％,松动圈发育范围1.0～1.5 m,保证了井下煤矸分选系统的空间安全利用.