旗山矿深部巷道底臌分析及控制对策研究.pdf

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1、第18卷第11期中国矿业Vo1．18。No．112009年11月CHINAMININGMAGAZINENovember2O09旗山矿深部巷道底臌分析及控制对策T～A打～Ⅲ一研wy究二一∞-一薹一鼢¨一一K齐干。，刘银根。，唐强达，李占金(1．中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京100083；2．深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，北京100083；3．徐州矿务集团有限公司旗山煤矿，江苏徐州221132)摘要：从深度相关性、非对称性、分段性、时间性和复杂性等五个方面，分析一了旗．nm山．矿Ⅲ深一㈣姐一部

2、m巷一道～一眦m的底臌特征。运用数值模拟和理论分析等方法讨论了底臌的影响因素，主要包括自重应力、构造应力、地层结构、岩石特性、支护设计及施工工艺等。最后，有针对性地提出了控制对策。现场实施取得了良好的效果。关键词：深部；软岩；底臌；数值模拟；控制对策中图分类号：TD353文献标识码：B文章编号：1004—4051(2009)11～0080—04m～一一mAnalysisforfloorheaveandstudyoncontrolcountermeasuresindeeproadwayatQishancoalmi

3、ne讪d～m∞．T～m一．薹．m1一c蒯_如一蓄一d～一∞mQIGan，LIUYin-gen。，TANGQiang—da，LIZhan—jin’。(1．SchoolofMechanicsandCivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083，China；2．StateKeyLaboratoryforGeoMechanicsandDeepUndergroundEngineering，Beijing100083，

4、China；3．QishanCoalMine，XuzhouCoalMiningGroupCorporationLtd．，Xuzhou221132，China)．眦幻叭“r一～_w茧．№n一坩一随着对能源需求量的增加和开采强度的不断直保持在18O万t／a以上。矿井开拓方式为立井多加大，浅部资源日益减少，不可避免地要进行深水平分区式上下山开采，分为五个水平，依次为部煤炭资源的开采

5、】]。深部复杂的地质条件和力一220m、一420m、一700m、一850m和一1000m学环境，使得巷道围岩稳定性控制尤其是巷道底水平。

6、目前，矿井主采区域在一850m水平，已向臌控制问题，成为困扰煤矿生产和建设的主要难一1000m水平延伸。采深增大以后，巷道非线性题之一[引。徐州矿区11个矿中，目前已有8个矿大变形现象，如冒顶、跨帮、底臌等越来越严重，采深超过1000m，旗山煤矿是徐州矿务集团的主要特别是巷道底臌问题尤为突出，严重影响巷道的生产矿井之一，同时也是目前该矿区深部巷道支继续正常掘进和安全生产。以旗山矿一1000m水护问题最严重的矿井之一。旗山矿于1959年12月平北翼联络轨道大巷为例，巷道掘出48d内，顶底简易投产，几经改扩建，近几

7、年矿井生产能力一板移近量最高达1200mm(其中底臌量750mm左右)，两帮收缩量最大为850mm，严重影响了巷道收稿日期：2009—05—29基金项目：国家自然科学基金重大项目(50490270)；长江学者和的正常掘进和使用。本文采用工程地质调查分析、创新团队发展计划(IRT0656)数值模拟和理论分析等方法，研究了旗山矿深部作者简介：齐于(1979一)，男，河南镇平人，博士，2007年毕业巷道的底臌特征，分析了巷道底臌的主要影响因于中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院岩土工程专业，现为力学博士后流动站博士

8、后。素，并提出了相应的控制对策。第11期齐干等：旗山矿深部巷道底臌分析及控制对策研究811底臌特征一般来说，距离褶皱轴部或断层越近，巷道的底(1)深度相关性臌量也就越大，这主要是由于构造附近地应力较旗山矿巷道底臌具有明显的深度相关性，具大所造成的。这在现场也得到了很好的证实。体表现在巷道埋深较浅时，底臌量很小；当深度(4)时间性超过一定范围时，底臌量急剧增大。通过对旗山由于深部岩石在深部高应力环境中，岩石具矿各开采水平巷道底臌量的调查发现，巷道埋深有强时间效应，表现为明显的流变或蠕变。一般在600m以上时，底臌

9、量很小；当埋深达到620m情况下，煤矿巷道开挖后，由于施工难度大等原左右时，巷道开始出现轻微底臌；埋深由700m增因，底板大多未采取控制措施，底板岩石直接暴至900m时，巷道底臌量开始大幅上升；埋深超过露。由于底板岩石的流变特性，巷道底臌也具有900m后，巷道底臌量开始剧烈增加；埋深达到明显的时问效应，一般表现为：底臌的初始速率lO00m时，巷道底臌量陡升至约600mm，甚至更大，之后