千米深井软岩大巷围岩锚架充协同控制原理、技术及应用

• Published in: 煤炭学报 Vol. 45; no. 3; pp. 1020 - 1035
• Main Authors: 姜鹏飞, 康红普, 王志根, 刘庆波, 杨建威, 高富强, 汪向明, 张群涛, 郑仰发, 王海涛
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013 01.03.2020; 煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013; 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013%中煤新集能源股份有限公司,安徽淮南,232170%中煤新集能源股份有限公司口孜东矿,安徽阜阳,236153
• Subjects: 软岩大巷; U型钢支架; 协同控制; 架后充填; 锚杆支护; 千米深井
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.SJ20.0236

TD352.5; 针对煤矿千米深井高应力、软岩大巷围岩强时效大变形难题,以中煤新集口孜东矿软岩大巷为工程背景,根据井下实测数据与支护状况,分析了不同支护方式下巷道围岩大变形、支护构件破坏与失效特征.采用理论计算得出U型钢支架在均布载荷和不同类型集中载荷作用下的垂直反力、水平推力及弯矩,揭示了充填体对提高U型钢支架发挥其承载能力的作用机制;采用数值模拟分析对比了锚网喷、锚网喷+钢管混凝土及锚架充3种支护方式控制围岩变形与破坏的效果,阐明了千米深井软岩大巷锚架充协同控制原理.在引进与自主研发的基础上,形成了包括支护材料与构件、充填材料与系统、自动架棚机、单轨吊巷道锚杆支护平台的锚架充协同控制技术.基于上述研究成果,提出口孜东矿软岩大巷锚架充协同控制方案与参数,并进行了井下试验与推广应用.结果 表明,锚架充协同控制技术能够有效控制千米深井软岩大巷围岩大变形,特别是强流变,保持巷道长期稳定.与原支护相比,巷道变形量降低90％以上,同时节约了巷道维护成本,为千米深井软岩大巷围岩控制提供了一条有效的途径.最后,对锚架充协同控制技术下一步研究工作进行了展望.