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為了達到矸石零排放、取消工作面護巷煤柱的要求,以陜西某礦為背景,根據(jù)煤層地質(zhì)條件,提出了中厚煤層中寬巷掘進矸石膏體充填成巷方法。其實質(zhì)是在掘進工作面巷道時,采用寬巷掘進,并用矸石膏體充填置換煤柱。結(jié)果表明:該方法實現(xiàn)了綠色開采,提高了煤炭資源回收率,平均每個工作面可多創(chuàng)造700多萬元利潤；降低了矸石處理費用,礦井每年可節(jié)省矸石處理費用210萬元,達到了無煤柱護巷的技術(shù)效果,為類似礦井實現(xiàn)無煤柱開采提供了重要的參考價值。
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以銅川礦區(qū)復合頂板條件為例,基于沿空掘巷圍巖大、小結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性原理,結(jié)合覆巖破斷的弧形三角塊模型,根據(jù)理論分析初步確定了沿空掘巷小煤柱留寬方案;進而采用錨桿組合梁加固理論與錨索懸吊補強理論進行支護斷面的初步設(shè)計。采用FLAC3D模擬軟件對各方案分別進行了掘巷階段與采動影響階段的支護效果考察,最終確定小煤柱留寬5 m,巷道支護采用左旋無縱筋高強度螺紋鋼錨桿,排距800 mm。沿空掘巷與采動影響階段的支護效果表明,采用該支護方案巷道圍巖應(yīng)力分布合理,錨桿支護系統(tǒng)適應(yīng)性良好。
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