煤矿复合顶板巷道冒顶机理及防控研究

发布时间：2020-01-30 14:09

【摘要】：在复合顶板破碎围岩条件下,巷道掘进和维护过程中容易出现冒顶事故,研究其冒顶机理并提出相应的防控对策措施具有一定的意义。本文采用理论分析、数值模拟、现场观测等手段,对复合顶板巷道冒顶灾害原因、冒顶灾害过程及冒顶灾害防控措施做了较为系统的研究,得出的主要结论如下:(1)应用两类危险源理论分析了复合顶板巷道冒顶灾害的原因,得到了导致冒顶灾害的两类危险源,并阐明两者之间的相互作用关系;采用鱼刺图方法进一步分析得到了复合顶板巷道冒顶原因。(2)在分析复合顶板破坏类型的基础上,应用材料力学和岩石力学有关理论分析了复合顶板整体抗弯刚度和强度较低的原因;推导出了复合顶板岩层间产生离层挠曲的力学条件;给出了复合顶板发生剪切断裂和拉伸断裂破坏的条件。(3)通过UDEC软件模拟复合顶板不同断裂冒落形式的变化过程,结果表明:复合顶板发生断裂冒落之前均在顶板薄煤层(软弱夹层)的影响下产生离层;复合顶板的弯拉断裂冒落是在较大弯拉变形下,最下位岩层在其中部发生开裂,进而出现部分块体垮落,直至这一岩层断裂冒落;复合顶板的剪切断裂则是最下位岩层在靠近两帮处发生剪切断裂,随之最下位岩层出现垮落。(4)复合顶板巷道冒顶灾害防控措施的研究集中在以巷道围岩支护为主的支护技术及对复合顶板巷道围岩进行支护监测、采用顶板围岩监测监控系统、井下人员定位系统进行安全监测监控的安全技术对策;加强矿井各类从业人员的教育培训的安全教育对策;加强安全规章管理制度建设、施行严格的安全管理、采取应急救援管理等安全管理对策。(5)结合广西罗城合煤一矿701运输顺槽掘进作业工程特点,从安全技术对策、安全教育对策、安全管理对策三方面提出了有针对性的措施,通过应用于工程实践,701运输顺槽复合顶板的变形情况得到显著控制,保证了巷道的安全掘进和维护。
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD327.2

【参考文献】