厚煤层大断面煤巷围岩松动圈分布范围及形成过程研究

厚煤层大断面煤巷围岩松动圈分布范围及形成过程研究

题目：厚煤层大断面煤巷围岩松动圈分布范围及其形成过程研究

摘要：本文旨在研究厚煤层大断面煤巷围岩松动圈的分布范围和形成过程。以某煤矿厚煤层大断面煤巷为研究对象，通过实测、数据获取以及实体模型建立，得出并讨论了该煤巷围岩松动圈的形态特征、分布规律及预测模型等方面的结论。研究发现，松动圈在煤巷轨迹上存在较多的集中分布，且呈锯齿状分布，存在明显的先后顺序，且随着煤巷前进方向呈渐增趋势。该煤巷围岩松动圈形成的主要原因是开采面抽采作业、施工抽采作业以及开采及施工过程中产生的机械剪切耦合作用。此外，本文还提出了预测厚煤层煤巷围岩松动圈的方法，即利用已知煤巷开采和施工的围岩的综合因素，结合抽采面的设计，预测煤巷开采后的周边围岩“松动圈”的长度、宽度及深度等。综上所述，本文研究了厚煤层大断面煤巷围岩松动圈的分布范围和形成过程，为进一步深入研究和实践煤巷岩爆抽采技术奠定了基础。

关键词：厚煤层；大断面煤巷；围岩松动圈；形成过程

正文：

一、研究背景和意义

随着煤炭行业的发展，越来越多的新技术和新工艺应用于煤矿的开采。近年来，由于厚煤屢煤矿的开采工艺的不断改进和深化，煤巷开采技术也渐渐得到了重视和发展。其中最重要的一个要素是围岩松动圈的控制。传统的煤巷开采方法依靠穿越煤

巷附近的围岩岩体，从而使煤巷获得支撑。煤巷围岩松动圈分布范围及其形成过程的研究对制定煤巷设计、优化开采结构、解决安全隐患和充分利用空间等方面都具有重要的意义。

二、研究对象

本研究以某煤矿厚煤层大断面煤巷为研究对象，研究范围包括煤巷围岩松动圈的形态特征、分布规律及预测模型等方面的内容。

三、研究方法

1. 实测：采用井下观察、放射性试验等方法进行煤巷围岩松动圈的实体勘察；

2. 数据获取：获取该煤矿有关煤巷围岩松动圈的相关实测数据；

3. 实体模型建立：基于实测数据，建立煤巷围岩松动圈的模型，以模拟实际情况；

4. 数据分析：对实体模型中煤巷围岩松动圈的形态特征、分布规律和形成过程等进行统计分析；

5. 模型验证：对实体模型和数据分析结果进行验证，确定其准确性及可信度。

四、研究结果

1. 煤巷围岩松动圈的形态特征：研究发现，该煤巷围岩松动圈起点位于煤巷开采抽采面起点附近，随着抽采厚度的加深和抽采距离的增加，煤巷围岩松动圈的半径逐渐加大。同时，煤巷围岩松动圈的形态变化也比较明显，从“单层环”逐步变成“多

层环”。另外，煤巷围岩松动圈也呈现出不同力学性质，产量低、可靠性差、不安全及稳定性较低的危险带和产量高、可靠

性好、安全及稳定性较高的安全带。

2. 煤巷围岩松动圈的分布规律：研究表明，煤巷围岩松动圈的分布具有一定的规律性，即随着煤巷开采抽采面加深，煤巷围岩松动圈的半径和深度都将相应的加大。此外，煤巷围岩松动圈的分布还受到煤层特性、围岩厚度、开采技术参数等因素的影响。

3. 煤巷围岩松动圈的预测模型：基于煤巷围岩松动圈的实测数据和模型分析，成功建立了煤巷围岩松动圈的预测模型，可用于定量预测煤巷围岩松动圈的分布情况。

五、结论

本研究针对某煤矿煤巷围岩松动圈的研究，结论如下：

1. 该煤巷围岩松动圈的形态特征是从“单层环”至“多层环”的变化；

2. 煤巷围岩松动圈的分布有一定的规律性，受到煤层特性、围岩厚度、开采技术参数等因素的影响；

3. 成功建立了煤巷围岩松动圈的预测模型，可用于定量预测煤巷围岩松动圈的分布情况。针对煤巷围岩松动圈的普遍性，该预测模型可以帮助企业或相关部门更有效地维护采矿安全。另外，在实施开采作业前，有关部门也需要运用此预测模型对相关采矿区域进行分析，以评估当前环境的空间和时间变化规律，做出最佳的成矿决策和规划方案、采矿系统规划及其优化研究。

此外，煤巷围岩松动圈的预测模型还可有效促进煤巷开采安全监测，及时发现隐患并及时采取防范措施，确保开采过程的安

全。通过监测结果，可以在有必要时对采矿工作进行调整，有效提高采矿安全性。同时，还可以有效预测采矿应力释放，从而有利于开采安全控制和采矿工程设计。

总之，煤巷围岩松动圈的预测模型的建立为企业或相关部门开采作业提供了一种有效的定量工具，从而确保采矿安全，提升采矿效率。同时，煤巷围岩松动圈的预测模型也可以有效改善煤巷开采过程中的质量安全问题。例如，煤巷围岩松动圈预测模型可以帮助企业降低成本并提高效率，减少采矿过程中的危害。此外，针对煤巷围岩松动圈的监测，有助于更好地控制采矿风险，实现安全、高效、经济的采矿目标。

而且，煤巷围岩松动圈预测模型还可以有效地改善采矿过程中的能源消耗，从而有利于保护环境。例如，煤巷围岩松动圈可以使用水加压法，从而有效改善煤层松散物的清理速度，减少煤层液化持续时间，更省油更节能。

总之，煤巷围岩松动圈的预测模型的建立不仅有利于实施煤矿的安全开采，而且也可以有效提升采矿效率，减少能耗，保护环境，实现安全、高效、经济的目标。因此，在实施采矿操作之前，要加强对煤巷围岩松动圈的预测技术研究，并利用该方法建立保护性预测模型，以期达成安全、高效、经济的采矿目标。相关部门也应持续加强实时监测，了解工作面煤巷空间活动情况，积极防范、及时发现和处理采煤风险因素，实现安全生产。

此外，企业将重点面向人工智能技术，尽可能缩短应用周期，

提高煤巷围岩松动圈的预测技术水平，以及持续建立煤巷围岩松动圈的数据库，以便今后研究。

总之，采用煤巷围岩松动圈的预测模型可以帮助企业有效提升采矿安全，保护环境，提高采矿效率，实现安全、高效、经济的采矿目标。为了保障煤巷围岩松动圈预测模型的准确性，相关企业还需要采取定期进行有效检查和维护，以确保模型的准确性和可用性。同时，企业还应该建立一套有效的培训体系，使操作人员掌握相关的预测技术，强化人员的安全意识，以最大程度地提升采矿安全性。

此外，企业在实施煤巷围岩松动圈预测模型时，应根据具体采矿情况，建立有效的警戒和预警报警体系，以便更快地发现和解决采矿风险，保证采矿安全。

总之，煤巷围岩松动圈的预测模型的建立不仅有利于实施煤矿的安全开采，而且也可以有效提升采矿效率和生产安全性，保护环境，实现安全、高效、经济的采矿目标。此外，为了进一步提高煤巷围岩松动圈的预测能力，相关企业可以尝试运用大数据和云计算技术对采矿数据进行检测和分析，以便更准确、快速地预测煤巷围岩松动圈的发展趋势。同时，企业也可以考虑采用一些新的集成手段，将所采集的数据与模型计算结果相结合，以便更好地满足实时监测和智能分析的要求。

另外，企业还可以通过加强技术资源配置，对数据可视化、智能分析、深度学习等方面予以强化，以便更加精准预测煤巷围岩松动圈的发展趋势，并有效改善边坡稳定性以及解决煤矿安