综采沿空留巷隔离墙力学性能研究

发布时间：2018-08-27 17:55

【摘要】：根据关键层理论建立了沿空留巷巷道直接顶弹性力学模型,通过位移变分法推导了隔离墙下沉量与支撑阻力之间的数学表达式,发现两者之间满足线性关系,得出了沿空留巷巷道顶板下沉存在“给定变形”的特点,并给出了变形量的计算公式。研究发现沿空留巷隔离墙的主要作用不是强制抵挡巷道顶板下沉,而是维护顶板稳定,通过提高隔离墙承载能力来强制控制顶板下沉的作用不明显。利用计算机数值模拟软件分析了不同接顶高度下隔离墙与巷道围岩的受力与变形,得出接顶高度存在一个合理范围。合理的接顶高度可以有效改善墙体的侧向变形和墙体下沉,采用混凝土充填隔离墙建议接顶高度选择200~300mm,接顶高度过小时墙体难以适应顶板强制下沉而发生破坏,接顶高度过大又会引起巷道围岩变形较大,且不利于顶板稳定。根据隔离墙让压技术要点,提出采用预支撑混凝土隔离墙可以改善隔离墙力学性能,使巷道顶板支撑荷载由柱体向墙体平滑过渡,避免顶板在墙体形成有效支撑能力之前将墙体压坏。基于隔离墙让压要点对传统沿空留巷技术进行了优化,将优化后的沿空留巷技术实践到乌兰煤矿5868运输巷道,通过矿压监测数据分析,将隔离墙下沉量与巷旁支护阻力随回采工作面推进划分成三个阶段,即隔离墙快速下沉阶段、隔离墙支撑阻力过渡阶段和隔离墙承载阶段。提出让压隔离墙对维护沿空留巷巷道围岩稳定起到的作用非常显著,为矿山沿空留巷提供了可靠的理论依据与技术指标。
[Abstract]:According to the theory of key layer, the direct roof elastic model of roadway along goaf is established, and the mathematical expression between wall sinking and supporting resistance is deduced by displacement variational method, and it is found that the linear relationship between them is satisfied. The characteristics of "given deformation" in roof subsidence of roadway along goaf are obtained, and the calculation formula of deformation is given. It is found that the main function of the wall along the goaf is not to resist the roof subsidence, but to maintain the stability of the roof, and to control the roof subsidence by increasing the carrying capacity of the wall is not obvious. The force and deformation of wall and surrounding rock of roadway under different roof height are analyzed by computer numerical simulation software, and a reasonable range of roof connecting height is obtained. Reasonable roof height can effectively improve the lateral deformation and wall subsidence of the wall. Using the concrete filling wall to suggest the choice of 200 ~ 300mm roof height, it is difficult for the wall to adapt to the roof forced subsidence when the top height is too small. If the roof height is too large, the surrounding rock deformation of roadway will be larger, and it will be unfavorable to roof stability. According to the main points of the separation wall compression technology, it is proposed that the mechanical properties of the wall can be improved by using the pre-braced concrete wall, and the roof supporting load of the roadway can be smoothly transferred from the column to the wall. Prevent the roof from crushing the wall before it forms an effective supporting capacity. Based on the main pressure points of the wall, the traditional gob-side roadway technology is optimized. The optimized gob-side roadway technology is put into practice in the 5868 transport roadway of Wu Lan Coal Mine, and the monitoring data of mine pressure are analyzed. The wall subsidence and road-side support resistance are divided into three stages, namely, the rapid subsidence stage of the wall, the transitional stage of wall support resistance and the stage of carrying capacity of the wall. It is put forward that the pressure wall plays a very important role in maintaining the stability of roadway surrounding rock along goaf roadway, and provides reliable theoretical basis and technical index for mine gob retaining roadway.
【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】：TD322

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本文编号：2208005