薄煤层上行开采顶板巷道围岩稳定性研究

发布时间：2017-04-12 16:14

  本文关键词：薄煤层上行开采顶板巷道围岩稳定性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文根据四川达竹煤电集团公司小河嘴煤矿201采区工作面现场地质和生产技术条件，采用理论分析、数值模拟、现场观测相结合的方法，研究了采场覆岩破坏变形特征和上工作面巷道变形情况，论文取得的主要研究成果如下： （1）采用比值判别法、“三带”判别法和围岩平衡法分析了小河嘴煤矿2016（22）工作面上行开采可行性，得出24煤层与22煤层间距大于22煤层开采后的裂缝带高度，位于平衡岩层上方，自身可形成平衡岩层结构，层间不发生错动，上行开采可正常进行。并确定2016（24）工作面开采的间隔时间为5.9月。 （2）采用单因素分类、多因素分类法对小河嘴煤矿2016（24）工作面巷道围岩进行分类，确定巷道围岩为Ⅲ类围岩，即中等稳定围岩。根据巷道锚杆支护理论和围岩分类，在小河嘴煤矿2016（24）工作面风巷原有支护情况的基础上，提出了“锚杆+锚索+金属网+钢筋梯”的加强支护方式。 （3）随着采空区范围扩大，24煤层应力重新分布，垂直应力可分为三个区域：应力增高区、应力卸压区和应力稳定区。采空区上方支撑压力分布非对称分布，其最大值出现在工作面前方15m左右和开切眼后方5m处，峰值最大为原岩应力的1.5倍，应力集中并不剧烈。采空区上方为应力卸压区，工作面后方10m和开切眼后方10m压力达到最小值，推进50m时压力接近为零，下沉达到最大值为0.360m。工作面推进80m后采工作面后方40m上方出现应力稳定区，矸石基本压实，应力稳定区垂直应力基本等于原岩应力。 （4）加强支护方案两帮移近量明显减小，巷道顶底板移近量减小不明显，说明巷道顶底板变形以底板变形为主，在锚网梁联合支护作用下，使巷道顶板中垂直压力向巷道两侧深部转移，降低了两帮的压力，利于巷道两帮的支护。 （5）2016（22）工作面开采对该巷道的影响范围大致为工作面前后73m，加强支护后，影响范围减小。下工作面超前支承压力对该巷道影响不大，工作面后方22m左右，覆岩断裂离层，巷道变形剧烈，巷道上方明显离层，工作面后方50m之后，矸石逐渐压实，巷道变形趋于稳定。 （6）上行开采顶板巷道不同支护区顶板位移相差不大，与模拟煤层下沉量相接近，说明上行开采巷道顶板位移可以较为准确的反映顶板覆岩的活动情况。采空区顶板巷道顶板水平位移最大处指向开切眼，稳定后位移并不趋于0，指向采空区中心。
【关键词】：上行开采 顶板巷道 巷道支护 数值模拟 现场观测
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TD353
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究目的和意义8
• 1.2 国内外研究现状8-15
• 1.2.1 上行开采研究现状8-12
• 1.2.2 巷道围岩稳定性研究现状12-15
• 1.3 研究内容和技术路线15-16
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 技术路线15-16
• 2 上行开采顶板巷道合理支护16-37
• 2.1 工作面概况16-17
• 2.2 上行开采覆岩破坏规律17-21
• 2.2.1 覆岩破坏分带特征17-18
• 2.2.2 覆岩破坏与围岩平衡18-19
• 2.2.3 采动影响的时空关系19-21
• 2.3 上行开采可行性分析21-23
• 2.3.1 比值判别法21
• 2.3.2 “三带”判别法21-22
• 2.3.3 围岩平衡法22-23
• 2.3.4 时间间隔判定23
• 2.4 上行开采工作面附近破坏范围23-27
• 2.4.1 上行开采工作面附近应力分布23-24
• 2.4.2 工作面附近破坏范围24-27
• 2.5 上行开采顶板巷道围岩控制27-29
• 2.5.1 回采工作面周围支承压力分布27-28
• 2.5.2 顶板巷道矿压显现规律28-29
• 2.5.3 顶板巷道围岩控制29
• 2.6 巷道围岩分类29-32
• 2.6.1 单因素分类法30-31
• 2.6.2 多因素分类法31
• 2.6.3 巷道围岩分类31-32
• 2.7 支护方案设计32-36
• 2.7.1 锚杆支护理论32-34
• 2.7.2 支护方案设计34-36
• 2.8 本章小结36-37
• 3 数值模拟37-54
• 3.1 数值模拟程序 UDEC 概述37-38
• 3.2 模型建立38-40
• 3.2.1 模型尺寸38
• 3.2.2 边界条件38-39
• 3.2.3 模型物理力学参数39-40
• 3.3 模拟结果分析40-52
• 3.3.1 走向模型分析40-46
• 3.3.2 倾向模型分析46-52
• 3.4 本章小结52-54
• 4 现场观测54-62
• 4.1 巷道观测内容和测站布置54
• 4.1.1 观测内容54
• 4.1.2 测站布置54
• 4.2 巷道观测方法54-56
• 4.2.1 巷道表面位移54-55
• 4.2.2 巷道顶板内部位移55
• 4.2.3 巷道顶板位移55-56
• 4.3 巷道观测结果与分析56-60
• 4.3.1 巷道表面位移观测56-58
• 4.3.2 巷道顶板内部位移观测58-59
• 4.3.3 巷道顶板位移观测59-60
• 4.4 本章小结60-62
• 5 结论与展望62-64
• 5.1 主要结论62-63
• 5.2 展望63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-68
• 附录68
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文68

【参考文献】

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本文编号：301653