东庞矿孤岛工作面沿空掘巷围岩控制技术研究
发布时间：2021-01-18 08:23
在我国许多煤矿由于采区内工作面回采常采用跳采接续方式,普遍存在孤岛工作面,由于孤岛工作面存在应力集中,矿压显现较一般工作面剧烈,来压强度相比较常规工作面高,常规的巷道围岩支护技术难以控制巷道围岩变形,导致巷道支护困难,影响工作面推进速度。采用合理技术解决孤岛工作面回采,对提高采区煤炭资源回采率,延长矿井的服务年限,避免煤炭资源浪费,具有重要意义。论文以东庞矿21215孤岛工作面轨道巷为工程背景,通过理论分析,并结合数值模拟对比验证,现场工业性试验实测等方式,分析研究了孤岛工作面沿空掘巷的巷道围岩变形规律和煤柱内的应力分布规律,合理煤柱宽度的确定和巷道围岩支护参数的设计优化。通过研究主要取得以下成果:（1）通过数值模拟得到孤岛工作面形成时的应力分布特征,从工作面中间到煤柱边缘垂直应力分布呈现对称分布,其应力分布形态为“马鞍”形。（2）通过理论计算得到了6.58m的最小合理煤柱宽度,并通过数值模拟分析了巷道掘进期间和工作面回采期间煤柱宽度对煤柱应力分布的影响规律和煤柱宽度对巷道围岩变形的影响规律,最终确定了7m合理的煤柱宽度。（3）通过现场的巷道围岩钻孔窥视结果得到巷道不稳定岩层高度,计算...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文研究路线图
2 工程地质概况9图2-2 数值模拟计算模型图Figure 2-2 Numerical simulation model diagram数值模型建立后，模拟计算的步骤：1.采用 FLAC3D建立数值计算模型并进行原岩应力平衡计算；2.依次回采上区段 21217 工作面和下区段 21213 工作面；3.沿空掘巷期间和工作面回采期间煤柱应力和巷道位移监测；4.模拟确定合理支护参数。2.3.1 孤岛工作面形成过程中应力分布特征21217 工作面已于 2014 年 12 月回采结束，21213 工作面已于 2017 年 4 月份回采结束。当 21215 工作面上区段的 21217 和下区段的 21213 工作面都回采结束后，21215 工作面成为两侧都采空的孤岛工作面。用数值模拟计算软件开挖两侧的工作面，计算平衡后得到 21215 工作面两侧工作面回采结束后工作面垂直应力云图如图 2-3 所示，并布置监测点得到 21215 工作面两侧的巷道都没有掘进时，整个工作面距 21213 采空区不同长度范围内垂直应力变化曲线图如图 2-4 所示。
图2-3 21215工作面形成时垂直应力云图Figure 2-3 Vertical stress cloud diagram when the 21215 working face is formed图2-4 工作面垂直应力变化曲线图Figure 2-4 Vertical stress curve of the working surface从上图可以看出，在上区段工作面21217 工作面回采后，下区段工作面 21作面回采完毕以后，21215 工作面成为两侧采空的孤岛工作面。由于两侧采
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于煤体强度软化特性的综放沿空掘巷巷帮受力变形分析[J]. 王德超,王洪涛,李术才,王琦,宋洋. 中国矿业大学学报. 2019(02)
[2]我国能源资源现状与发展趋势[J]. 方圆,张万益,曹佳文,朱龙伟. 矿产保护与利用. 2018(04)
[3]长壁工作面巷顶沿空掘巷围岩应力分析[J]. 王朋飞,冯国瑞,赵景礼,Yoginder P.Chugh,王志强. 岩土力学. 2018(09)
[4]地应力对深部回采巷道布置方向的影响分析[J]. 陈登红,华心祝. 地下空间与工程学报. 2018(04)
[5]沿空掘巷煤柱合理宽度研究与应用[J]. 薛康生,付宝杰. 地下空间与工程学报. 2018(S1)
[6]我国能源技术革命形势及方向分析[J]. 饶宏,李立浧,郭晓斌,许爱东,白浩. 中国工程科学. 2018(03)
[7]孤岛工作面合理煤柱宽度研究[J]. 段军,梁智广,岳洪辉,杨成华. 煤炭技术. 2018(06)
[8]国际能源转型与中国能源革命[J]. 吴磊,詹红兵. 云南大学学报(社会科学版). 2018(03)
[9]采场上覆关键层破断角的力学推导和实验模拟[J]. 许斌,蒋金泉,代进,郑朋强. 煤炭学报. 2018(03)
[10]孤岛工作面回采巷道围岩变形机理研究[J]. 白璐,董飞,郭利军,王凯. 煤炭与化工. 2018(02)
博士论文
[1]五阳煤矿大采高工作面覆岩运动规律及巷道支护研究[D]. 王树忠.中国矿业大学（北京） 2015
[2]大变形回采巷道围岩变形破坏机理与控制方法研究[D]. 赵志强.中国矿业大学（北京） 2014
[3]薄及中厚急倾斜煤层长壁综采覆岩运动规律与控制机理研究[D]. 屠洪盛.中国矿业大学 2014
[4]高应力破碎围岩巷道控制机理及技术研究[D]. 詹平.中国矿业大学(北京) 2012
硕士论文
[1]锚杆杆体的受力状态及支护作用研究[D]. 吴拥政.煤炭科学研究总院 2009
本文编号：2984615
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
论文研究路线图
2 工程地质概况9图2-2 数值模拟计算模型图Figure 2-2 Numerical simulation model diagram数值模型建立后，模拟计算的步骤：1.采用 FLAC3D建立数值计算模型并进行原岩应力平衡计算；2.依次回采上区段 21217 工作面和下区段 21213 工作面；3.沿空掘巷期间和工作面回采期间煤柱应力和巷道位移监测；4.模拟确定合理支护参数。2.3.1 孤岛工作面形成过程中应力分布特征21217 工作面已于 2014 年 12 月回采结束，21213 工作面已于 2017 年 4 月份回采结束。当 21215 工作面上区段的 21217 和下区段的 21213 工作面都回采结束后，21215 工作面成为两侧都采空的孤岛工作面。用数值模拟计算软件开挖两侧的工作面，计算平衡后得到 21215 工作面两侧工作面回采结束后工作面垂直应力云图如图 2-3 所示，并布置监测点得到 21215 工作面两侧的巷道都没有掘进时，整个工作面距 21213 采空区不同长度范围内垂直应力变化曲线图如图 2-4 所示。
图2-3 21215工作面形成时垂直应力云图Figure 2-3 Vertical stress cloud diagram when the 21215 working face is formed图2-4 工作面垂直应力变化曲线图Figure 2-4 Vertical stress curve of the working surface从上图可以看出，在上区段工作面21217 工作面回采后，下区段工作面 21作面回采完毕以后，21215 工作面成为两侧采空的孤岛工作面。由于两侧采
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于煤体强度软化特性的综放沿空掘巷巷帮受力变形分析[J]. 王德超,王洪涛,李术才,王琦,宋洋. 中国矿业大学学报. 2019(02)
[2]我国能源资源现状与发展趋势[J]. 方圆,张万益,曹佳文,朱龙伟. 矿产保护与利用. 2018(04)
[3]长壁工作面巷顶沿空掘巷围岩应力分析[J]. 王朋飞,冯国瑞,赵景礼,Yoginder P.Chugh,王志强. 岩土力学. 2018(09)
[4]地应力对深部回采巷道布置方向的影响分析[J]. 陈登红,华心祝. 地下空间与工程学报. 2018(04)
[5]沿空掘巷煤柱合理宽度研究与应用[J]. 薛康生,付宝杰. 地下空间与工程学报. 2018(S1)
[6]我国能源技术革命形势及方向分析[J]. 饶宏,李立浧,郭晓斌,许爱东,白浩. 中国工程科学. 2018(03)
[7]孤岛工作面合理煤柱宽度研究[J]. 段军,梁智广,岳洪辉,杨成华. 煤炭技术. 2018(06)
[8]国际能源转型与中国能源革命[J]. 吴磊,詹红兵. 云南大学学报(社会科学版). 2018(03)
[9]采场上覆关键层破断角的力学推导和实验模拟[J]. 许斌,蒋金泉,代进,郑朋强. 煤炭学报. 2018(03)
[10]孤岛工作面回采巷道围岩变形机理研究[J]. 白璐,董飞,郭利军,王凯. 煤炭与化工. 2018(02)
博士论文
[1]五阳煤矿大采高工作面覆岩运动规律及巷道支护研究[D]. 王树忠.中国矿业大学（北京） 2015
[2]大变形回采巷道围岩变形破坏机理与控制方法研究[D]. 赵志强.中国矿业大学（北京） 2014
[3]薄及中厚急倾斜煤层长壁综采覆岩运动规律与控制机理研究[D]. 屠洪盛.中国矿业大学 2014
[4]高应力破碎围岩巷道控制机理及技术研究[D]. 詹平.中国矿业大学(北京) 2012
硕士论文
[1]锚杆杆体的受力状态及支护作用研究[D]. 吴拥政.煤炭科学研究总院 2009
本文编号：2984615
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