顶板长短锚索控制托顶煤巷道围岩稳定机理研究
发布时间：2021-05-20 02:21
目前厚煤层开采的主要巷道形式为沿底掘进的托顶煤巷道形式。托顶煤巷道顶煤的完整性差且破碎程度较高,由此引起的锚固力衰减现象使得托顶煤巷道的支护问题一直是矿井支护的一个疑难问题。本文旨在探究托顶煤巷道围岩的破坏特征以及适合托顶煤巷道的合理支护方案,得到了以下结论:1)综合采用现场测试与数值计算对托顶煤巷道围岩破坏特征进行分析,得出:由于巷道顶板与两帮围岩一体化性质,巷道顶板的裂隙发育会进一步造成帮部承载能力的降低,因此整体围岩的塑性破坏呈现“同步扩展”的特征;同时,由于顶板围岩裂隙的过度发育会造成顶板支护结构预应力在扩散过程中的迅速衰减,导致托顶煤巷道顶板控制效果较差,进一步影响整体围岩的稳定。2)建立托顶煤巷道顶板结构力学模型和煤帮弹塑性力学模型,通过对顶板煤岩梁的受力变形与帮部围岩变形特征进行分析,阐述托顶煤巷道的顶板与两帮相互作用机理;同时,提出顶板失稳破坏判定依据,并以此为基础得出预应力承载结构强度的提高能够有效抑制巷道变形破坏。3)以材料力学、弹性力学和Hoke-Brown强度准则对短锚索支护下围岩应力分布特征与围岩力学状态进行分析,揭示了短锚索支护对于托顶煤巷道顶板稳定控制的作...
【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】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 课题的提出和研究意义
1.2 复合顶板巷道顶板破坏机理研究现状
1.3 国内外支护理论研究现状
1.4 煤巷支护技术研究现状
1.5 研究内容及技术路线
2 工程概况
2.1 工程地质特征
2.2 试验巷道变形破坏分析
2.3 本章小结
3 托顶煤巷道围岩稳定性分析
3.1 托顶煤巷道结构力学模型建立
3.2 托顶煤巷道顶板的受力分析
3.3 托顶煤巷道煤帮受力变形分析
3.4 托顶煤巷道稳定影响因素研究)
3.5 本章小结
4 长短锚索联合支护技术研究
4.1 浅部围岩不同支护方式支护效果对比
4.2 预应力短锚索支护作用机理分析
4.3 长短锚索预应力匹配分析
4.4 本章小结
5 工业性试验
5.1 基于正交试验的顶板支护参数优化
5.2 试验巷道支护方案
5.3 现场观测结果及分析
5.4 本章小结
6 主要结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤巷复合顶板变形破坏机理及支护技术[J]. 崔希鹏,谷拴成,苏锋. 煤炭科学技术. 2013(11)
[2]应力异常区软弱顶板巷道全锚索支护技术[J]. 张成军,吴拥政,褚晓威. 煤炭科学技术. 2012(06)
[3]煤巷复合顶板变形破坏规律分析[J]. 谷拴成,苏锋,崔希鹏. 煤炭科学技术. 2012(05)
[4]复合顶板巷道破坏机理及支护技术研究[J]. 潘生健,陈科. 煤炭技术. 2009(12)
[5]应用数值模拟优选易破碎顶板巷道锚杆支护方案[J]. 高峰. 建井技术. 2009(05)
[6]复合顶板的破坏机理与锚杆支护技术[J]. 杨峰,王连国,贺安民,高峰,许东来. 采矿与安全工程学报. 2008(03)
[7]深部软岩巷道支护原理及应用[J]. 柏建彪,王襄禹,贾明魁,侯朝炯. 岩土工程学报. 2008(05)
[8]软弱风化复合顶板采动破坏规律与安全开采分析[J]. 杨伟峰,隋旺华,夏筱红. 中国矿业. 2008(05)
[9]锚索支护传力机制与应力分布的数值模拟[J]. 王金华,康红普,高富强. 煤炭学报. 2008(01)
[10]世界主要产煤国煤田与煤矿开采地质条件之比较[J]. 张泓,晋香兰,李贵红,杨志远,贾建称,姜在炳,韩保山. 煤田地质与勘探. 2007(06)
博士论文
[1]大断面托顶煤巷道灾变机制与控制技术研究[D]. 李磊.中国矿业大学 2013
[2]特厚复合顶板巷道支护结构与围岩稳定的耦合控制研究[D]. 苏学贵.太原理工大学 2013
[3]深部构造应力作用下厚煤层巷道围岩稳定与控制研究[D]. 肖同强.中国矿业大学 2011
硕士论文
[1]基于预应力匹配的锚索滞后支护及协调受力研究[D]. 王若帆.中国矿业大学 2017
[2]弱胶结软岩托顶煤巷道顶板锚固支护机理研究及应用[D]. 郭磊.山东科技大学 2017
[3]极破碎大变形煤岩体巷道变形机理及支护研究[D]. 杜少华.湖南科技大学 2016
[4]复合顶板煤巷锚杆作用机理研究[D]. 张鹏.湖南科技大学 2009
[5]地下洞室预应力锚杆支护机理及设计参数确定方法研究[D]. 王飞虎.西安理工大学 2001
本文编号：3196892
【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】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 课题的提出和研究意义
1.2 复合顶板巷道顶板破坏机理研究现状
1.3 国内外支护理论研究现状
1.4 煤巷支护技术研究现状
1.5 研究内容及技术路线
2 工程概况
2.1 工程地质特征
2.2 试验巷道变形破坏分析
2.3 本章小结
3 托顶煤巷道围岩稳定性分析
3.1 托顶煤巷道结构力学模型建立
3.2 托顶煤巷道顶板的受力分析
3.3 托顶煤巷道煤帮受力变形分析
3.4 托顶煤巷道稳定影响因素研究)
3.5 本章小结
4 长短锚索联合支护技术研究
4.1 浅部围岩不同支护方式支护效果对比
4.2 预应力短锚索支护作用机理分析
4.3 长短锚索预应力匹配分析
4.4 本章小结
5 工业性试验
5.1 基于正交试验的顶板支护参数优化
5.2 试验巷道支护方案
5.3 现场观测结果及分析
5.4 本章小结
6 主要结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤巷复合顶板变形破坏机理及支护技术[J]. 崔希鹏,谷拴成,苏锋. 煤炭科学技术. 2013(11)
[2]应力异常区软弱顶板巷道全锚索支护技术[J]. 张成军,吴拥政,褚晓威. 煤炭科学技术. 2012(06)
[3]煤巷复合顶板变形破坏规律分析[J]. 谷拴成,苏锋,崔希鹏. 煤炭科学技术. 2012(05)
[4]复合顶板巷道破坏机理及支护技术研究[J]. 潘生健,陈科. 煤炭技术. 2009(12)
[5]应用数值模拟优选易破碎顶板巷道锚杆支护方案[J]. 高峰. 建井技术. 2009(05)
[6]复合顶板的破坏机理与锚杆支护技术[J]. 杨峰,王连国,贺安民,高峰,许东来. 采矿与安全工程学报. 2008(03)
[7]深部软岩巷道支护原理及应用[J]. 柏建彪,王襄禹,贾明魁,侯朝炯. 岩土工程学报. 2008(05)
[8]软弱风化复合顶板采动破坏规律与安全开采分析[J]. 杨伟峰,隋旺华,夏筱红. 中国矿业. 2008(05)
[9]锚索支护传力机制与应力分布的数值模拟[J]. 王金华,康红普,高富强. 煤炭学报. 2008(01)
[10]世界主要产煤国煤田与煤矿开采地质条件之比较[J]. 张泓,晋香兰,李贵红,杨志远,贾建称,姜在炳,韩保山. 煤田地质与勘探. 2007(06)
博士论文
[1]大断面托顶煤巷道灾变机制与控制技术研究[D]. 李磊.中国矿业大学 2013
[2]特厚复合顶板巷道支护结构与围岩稳定的耦合控制研究[D]. 苏学贵.太原理工大学 2013
[3]深部构造应力作用下厚煤层巷道围岩稳定与控制研究[D]. 肖同强.中国矿业大学 2011
硕士论文
[1]基于预应力匹配的锚索滞后支护及协调受力研究[D]. 王若帆.中国矿业大学 2017
[2]弱胶结软岩托顶煤巷道顶板锚固支护机理研究及应用[D]. 郭磊.山东科技大学 2017
[3]极破碎大变形煤岩体巷道变形机理及支护研究[D]. 杜少华.湖南科技大学 2016
[4]复合顶板煤巷锚杆作用机理研究[D]. 张鹏.湖南科技大学 2009
[5]地下洞室预应力锚杆支护机理及设计参数确定方法研究[D]. 王飞虎.西安理工大学 2001
本文编号：3196892
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