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含软弱夹层高帮煤巷破坏机理及支护对策研究

发布时间:2018-06-02 23:18

  本文选题:软弱夹层 + 巷帮外错滑移 ; 参考:《西安科技大学》2015年硕士论文


【摘要】:神东矿区含软弱夹层高帮巷道普遍出现外错式滑移破坏特征,对安全生产构成威胁,目前对此类巷道的变形破坏机理认识不清,是亟待解决的新课题。针对此类巷道破坏机理与支护对策的研究,具有重要理论意义和实践价值。本文以神东三道沟煤矿巷道合理煤柱及支护技术研究项目为依托,以5-2煤层八盘区含软夹层回采巷道支护为研究对象。通过现场实测、物理模拟、数值计算和理论分析相结合的方法,掌握了巷道围岩物理力学性质和巷道变形特征与规律,建立了巷道外错式滑移力学模型,分析了巷道外错滑移的机理,提出了巷道支护的非对称平衡拱支护模型,确定了巷道非对称支护方案。研究得出,巷道围岩变形的主要特征是巷帮出现向相邻采空区的外错滑移。巷道外错滑移的机理是,在位于巷道及煤柱上方的侧向支承压力峰值作用下,巷道副帮(煤柱帮)顶板出现大量垂直裂隙,裂隙的裂胀作用使顶板产生向相邻采空区方向的水平移动;软夹层的抗剪强度低,成为煤帮中部的滑面;顶板水平运动时带动巷道上帮沿夹矸层外错滑移。此外,相邻工作面采空区顶板垮落过程中,裂隙带老顶回转下沉运动,也对巷道及煤柱顶板产生瞬间的水平拉伸,如果存在软夹层滑面,也将促使外错滑移的出现。由于顶板裂隙集中出现于副帮上部,导致两帮水平位移不连续,表现为副帮外错滑移量大、正邦小的非对称特征。根据巷道顶板及两帮的非对称变形破坏特点,建立了含软弱夹层高帮巷道非对称平衡拱支护模型,提出了“两帮非对称支护,加强副帮,高帮分段控制”的支护原则,确定了帮部锚索补强加固的非对称支护方案,工程实践取得了良好控制效果。
[Abstract]:In Shendong mining area, the characteristics of external slip failure are common in the roadway with weak intercalation, which is a threat to safety production. At present, the mechanism of deformation and failure of this kind of roadway is not clear, which is a new subject to be solved urgently. It is of great theoretical significance and practical value to study the failure mechanism and supporting countermeasures of this kind of roadway. Based on the research project of reasonable coal pillar and supporting technology in Shendong Sandaogou coal mine roadway, this paper takes the support of mining roadway with soft interlayer in eight plates of 5-2 coal seam as the research object. Through the combination of field measurement, physical simulation, numerical calculation and theoretical analysis, the physical and mechanical properties of roadway surrounding rock and the characteristics and rules of roadway deformation are grasped, and the mechanical model of roadway external dislocation slip is established. In this paper, the mechanism of the slip of roadway is analyzed, the asymmetric balanced arch supporting model of roadway support is put forward, and the unsymmetrical support scheme of roadway is determined. It is concluded that the main characteristic of surrounding rock deformation of roadway is the slip of roadway side to adjacent goaf. The mechanism of lateral slip of roadway is that under the action of the peak value of lateral supporting pressure located above the roadway and coal pillar, a large number of vertical cracks appear in the roof of the roadway side (coal pillar side). Crack expansion causes the roof to move horizontally in the direction of adjacent goaf; the soft interlayer has low shear strength and becomes the sliding surface in the middle of the coal side; when the roof moves horizontally, the upper side of the roadway slips along the outside of the gangue layer. In addition, in the process of roof collapse in the goaf of adjacent working face, the movement of turning and sinking of the main roof in the fissure zone also produces instantaneous horizontal stretching to the roadway and the roof of the coal pillar. If there is a soft sandwich sliding surface, it will also promote the appearance of the external slip. Because the crack of roof is concentrated in the upper side of the side, the horizontal displacement of the two sides is discontinuous, which is characterized by the asymmetry of the slip of the outer slip of the side and the small of the positive state. According to the characteristics of asymmetric deformation and failure of roof and two sides of roadway, the model of asymmetric balanced arch support of roadway with weak interlayer is established, and the support principle of "asymmetric support of two sides, strengthening of auxiliary slope and section control of high slope" is put forward. The asymmetrical support scheme of reinforcement with anchor cable is determined, and good control effect is obtained in engineering practice.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD353

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本文编号:1970562

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