近距离煤层上行开采巷道合理布局与围岩控制研究

发布时间：2020-12-04 04:04

　　我国大多数矿区的储量赋存以近距离煤层为主,随着近年来煤炭高产高效技术的推广应用,井下工作面开采强度加大,煤矿企业的煤炭年产量大幅上升,相当数量的矿区出现了服务年限内开采条件优良的煤层资源接近枯竭的现象。因此,对近距离煤层的传统开采方法及技术手段提出了更高的目标和要求。而我国煤矿现有推广最成熟的开采顺序方式是下行开采,虽然对于工作面巷道布局、顶板管理等相关技术的解决具有较大优势,但在诸如面临上层煤为不稳定突出煤层、煤质坚硬采出困难、开采价值低于下层煤等一些特殊情况时,可以考虑采用上行开采,有助于矿井或采区实现高效高产,具有一定的技术优势。结合国内外矿区上行开采的相关经验教训,上煤层回采巷道布置及围岩控制是制约近距离煤层上行开采能否实现安全高效的最主要因素。而上煤层回采巷道的围岩稳定又与其位置的合理布局及采取的围岩控制手段密切相关。本文以新汶矿业集团翟镇煤矿六采区近距离煤层2#煤6202工作面及下覆4#煤6403工作面的具体条件为基础,通过理论计算、现场实测、数值模拟及工程实践等手段,研究下覆4#煤6403工作面采后的裂隙带发育高度、形态及分区,得到上部2#煤顶、底板岩层应力分布、破坏情况... 

【文章来源】：山东科技大学山东省

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１锚杆悬吊作用??

?绪论??撑的岩梁组合，岩梁组合担负其上覆岩层的自重载荷，如图１．２所示。??■?■?■?■??（ａ）叠合梁?（ｂ）组合梁??图１．２顶板锚杆的组合梁作用??Ｆｉｇ．１．２?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｂｅａｍ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｏｏｆ?ｂｏｌｔ??具体机理：通过锚杆可发挥类似“铆钉”的作用，将上覆各层岩层顶板“装??订”成一套完整的组合梁，能够避免岩层发生层面滑动及离层现象的出现。由??于组合梁比叠加梁厚度大，同样大小的上覆岩层自重载荷的条件下，其最大弯??曲应变、应力扰动均小于叠加梁。且各层间的组合强度与摩擦阻力成正比，补??强效果更好。但当岩层沿巷道纵向有裂缝发育时，该理论的局限性凸显，无法??有效解决组合梁连续性和抗弯强度问题。??（３）组合拱理论??Ｔ．Ａ丄ａｎｇ和Ｐｅｎｄｅｒ通过光弹试验提出组合拱理论。该理论指出在拱形巷道??围岩的破裂区中，锚杆杆体两端可形成明显的压应力，分布范围呈圆锥形。保??持较小的锚杆排间距，则各锚杆的压应力作用范围相互交错叠加，产生补强作??用

?绪论??撑的岩梁组合，岩梁组合担负其上覆岩层的自重载荷，如图１．２所示。??■?■?■?■??（ａ）叠合梁?（ｂ）组合梁??图１．２顶板锚杆的组合梁作用??Ｆｉｇ．１．２?Ｔｈｅ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｂｅａｍ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｒｏｏｆ?ｂｏｌｔ??具体机理：通过锚杆可发挥类似“铆钉”的作用，将上覆各层岩层顶板“装??订”成一套完整的组合梁，能够避免岩层发生层面滑动及离层现象的出现。由??于组合梁比叠加梁厚度大，同样大小的上覆岩层自重载荷的条件下，其最大弯??曲应变、应力扰动均小于叠加梁。且各层间的组合强度与摩擦阻力成正比，补??强效果更好。但当岩层沿巷道纵向有裂缝发育时，该理论的局限性凸显，无法??有效解决组合梁连续性和抗弯强度问题。??（３）组合拱理论??Ｔ．Ａ丄ａｎｇ和Ｐｅｎｄｅｒ通过光弹试验提出组合拱理论。该理论指出在拱形巷道??围岩的破裂区中，锚杆杆体两端可形成明显的压应力，分布范围呈圆锥形。保??持较小的锚杆排间距，则各锚杆的压应力作用范围相互交错叠加，产生补强作??用


本文编号：2896987