[00126871]煤矿深部硐室群工程稳定性控制关键技术研究

课题以旗山矿-1000m水平泵房吸水井硐室群为研究对象，通过现场工程地质条件分析，结合室内试验、地应力测试、理论分析和数值模拟等手段研究了深井硐室群的稳定性控制关键技术。（1）研究了徐州矿区已建深部泵房吸水井硐室群破坏特征和原因，得出巷道布局不合理、高地应力、工程偏应力集中、开挖顺序及支护方式不合理是深部硐室群变形破坏的主要原因。（2）提出煤矿深部泵房吸水井硐室群集约化系列设计技术，泵房吸水井集约化设计通过将几个小井组合成一个组合吸水井，消除立体巷道硐室群空间效应影响，消除了以往设计中几个小井造成的围岩应力叠加，提高硐室群整体结构稳定性，改善硐室围岩受力条件，有效控制硐室群围岩变形。（3）建立不同施工顺序下的泵房吸水井硐室群工程地质模型，比较应力场和应变场，得出先施工副巷（泵房通道）后施工主巷（泵房）为最优施工方案。（4）通过对深部煤矿硐室群现场工程地质条件、变形破坏过程的分析，确定了变形力学机制，提出了煤矿深部硐室群稳定性控制对策为锚网索-桁架双耦合支护技术，分析了锚网索-桁架双耦合技术的力学原理、技术特点以及设计方法，并提出了通过蠕变模型确定桁架后预留变形空间的方法。（5）将上述研究成果应用于旗山矿-1000m水平泵房吸水井硐室群的工程实践中，有效控制了硐室群变形，验证设计方案的可行性及可靠性。成果应用前景：成果可以适合于深部矿井及软岩矿井泵房吸水井硐室群空间布置、集约化设计及配套支护。该技术在自2005年7月试验开始到2007年11月为止，已经在徐州矿务集团旗山矿-1000北翼泵房及水仓、吸水井，夹河煤矿－1010水仓、泵房等工程进行应用。并在山东兖矿集团、山东龙口矿业集团、黑龙江鹤岗矿务集团、河南鹤壁煤业集团等10余对矿井中成功应用，均取得了良好的效果。可以在深部矿井开采具有广泛的应用，减少大硐室的变形。