大采高沿空掘巷底臌机理及控制研究

发布时间：2017-04-16 18:24

  本文关键词：大采高沿空掘巷底臌机理及控制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文围绕大采高工作面沿空掘巷底臌问题,分析了采动影响前后巷道上覆岩层运动、掘巷前后巷道顶底板岩层稳定性;由煤柱的弹塑性稳定性分析中,得出煤柱塑性区应力分布;在了解沿空掘巷小煤柱底臌力学机制的基础上建立沿空掘巷底板力学模型,分析了底板应力状态,求得底板任意点应力应变及其位移;通过分析煤柱不同宽度和强度时的位移和应力分布特征及围岩不同性质时对底臌的影响性,在此基础上分析了加固巷道围岩不同部位对控制底臌的效果,从力学原理上揭示锚杆围岩作用机理,从而确定了以巷道围岩整体为研究对象对巷道围岩进行加固的方法,有效地控制了底臌。研究成果在工程实践中得到了成功的应用和检验。
【关键词】：大采高 沿空掘巷底臌 动压 数值模拟 底臌控制
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TD325
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 问题的提出及研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 底臌的原因9
• 1.2.2 底臌机理的研究9-11
• 1.2.3 底臌防治的研究11-12
• 1.2.4 沿空掘巷护巷煤柱的研究12
• 1.2.5 锚杆支护原理及技术的研究12-13
• 1.3 存在的问题13
• 1.4 研究内容及方法13-14
• 1.4.1 研究内容13-14
• 1.4.2 主要研究方法14
• 1.5 研究技术路线14-15
• 2 采动影响前沿空掘巷围岩变形分析15-21
• 2.1 沿空掘巷上覆岩层结构模型15-17
• 2.2 掘进对顶板岩层稳定性的影响17-18
• 2.2.1 关键块B的力学模型17
• 2.2.2 关键块B的结构参数17-18
• 2.3 掘巷后上覆岩层稳定性分析18-19
• 2.4 掘进对底板岩层稳定性的影响19
• 2.5 巷帮压缩下沉与底板臌起之间的关系19-20
• 2.6 本章小结20-21
• 3 动压作用下沿空掘巷底臌变形理论分析21-35
• 3.1 顶板稳定性分析21-22
• 3.2 沿空掘巷底臌分析22-23
• 3.3 煤柱稳定性分析23-25
• 3.4 大采高沿空掘巷底臌力学分析25-33
• 3.4.1 沿空掘巷底臌的力学模型25-26
• 3.4.2 底板岩层运动力学分析26-30
• 3.4.3 巷道底板岩层位移30-33
• 3.5 本章小结33-35
• 4 沿空掘巷底臌变形的数值模拟分析35-59
• 4.1 数值模型的建立36-38
• 4.1.1 计算区域36
• 4.1.2 围岩参数36
• 4.1.3 边界条件和载荷模式36-38
• 4.2 煤柱应力分布38-41
• 4.2.1 掘进期间煤柱应力分布特征38-40
• 4.2.2 回采期间煤柱应力分布40-41
• 4.3 煤柱宽度对顶板变形的影响41-43
• 4.3.1 掘进时期煤柱宽度对顶板下沉的影响41-42
• 4.3.2 回采时期煤柱宽度对顶板下沉的影响42-43
• 4.4 煤柱宽度对底臌的影响43-47
• 4.4.1 沿空掘巷底臌分析43
• 4.4.2 沿空掘巷两帮支承压力分布43-44
• 4.4.3 掘进时期煤柱宽度对底臌的影响44-45
• 4.4.4 回采时期煤柱宽度对底臌的影响45-46
• 4.4.5 窄煤柱巷道底板位移分布46-47
• 4.5 窄煤柱变形机理47-50
• 4.5.1 掘进时期煤柱内位移场分布特征47-48
• 4.5.2 回采时期煤柱内位移场分布特征48-50
• 4.6 围岩不同性质对底臌的影响50-54
• 4.6.1 顶板性质对回采巷道底臌的影响50-51
• 4.6.2 两帮性质对回采巷道底臌的影响51-53
• 4.6.3 底板性质与回采巷道底臌的关系53-54
• 4.7 底板岩层运动规律分析54-57
• 4.7.1 底板岩层运动矢量54-55
• 4.7.2 底板岩层位移与支承压力的关系55-57
• 4.8 窄煤柱宽度的合理确定57
• 4.9 本章小结57-59
• 5 沿空掘巷围岩变形控制数值模拟分析59-75
• 5.1 围岩变形控制设计的理论依据59-62
• 5.1.1 锚杆与围岩的才目互作用机理59-60
• 5.1.2 现有锚杆支护理论60-62
• 5.2 底臌控制数值模拟62-73
• 5.2.1 加固巷道顶板防治底臌62-65
• 5.2.2 加固巷道两帮防治底臌65-68
• 5.2.3 加固底板防治底臌68-72
• 5.2.4 全断面控制围岩变形的效果分析72-73
• 5.3 网、顶梁及钢带支护作用分析73-74
• 5.4 本章小结74-75
• 6 工业性试验研究75-90
• 6.1 工程概况75
• 6.2 沿空掘巷底臌控制设计75-80
• 6.2.1 顶板加强支护75-76
• 6.2.2 煤柱加固方案76-79
• 6.2.3 底板加固控制底臌方案79-80
• 6.3 底臌变形监测80-81
• 6.3.1 测点布置80-81
• 6.3.2 监测内容81
• 6.4 控制效果实测分析81-89
• 6.4.1 顶板内部位移81-82
• 6.4.2 煤柱表面变形与内部位移82-83
• 6.4.3 底板变形及内部位移83-84
• 6.4.4 顶底板及两帮移近变形分析84-87
• 6.4.5 总体效果分析87-89
• 6.5 本章小结89-90
• 7 主要结论与展望90-92
• 7.1 主要结论90-91
• 7.2 论文不足及展望91-92
• 参考文献92-96
• 致谢96-97
• 攻读硕士学位期间的科研活动与发表论文97

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘杰;;浅析大断面回采巷道围岩破坏机理及控制[J];科技资讯;2012年35期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 徐乃忠;低透气性富含瓦斯煤层群卸压开采机理及应用研究[D];中国矿业大学（北京）;2011年

2 张绪言;大采高回采巷道围岩控制技术研究[D];太原理工大学;2010年

3 林光侨;浅埋煤层采场矿压规律及支架合理工作阻力研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年

4 杨绿刚;深部大采高充填开采沿空留巷矿压规律及协同控制研究[D];中国矿业大学（北京）;2013年

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2 安昌辉;深井综放开采沿空掘巷采动影响围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2007年

3 马咪娜;煤岩体蠕变本构关系及其稳定性研究[D];西安科技大学;2012年

4 纪磊;常村矿S61#回风上山底臌控制技术研究[D];河南理工大学;2012年

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  本文关键词：大采高沿空掘巷底臌机理及控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：311415