浅埋煤层复合顶板无煤柱回采巷道支护技术研究
发布时间：2021-06-26 06:49
由于南梁煤矿采用留设煤柱护巷开采,浪费大量煤炭资源,由此进行无煤柱开采可以减少甚至避免煤炭资源浪费现象的发生。针对南梁煤矿30104回风巷浅埋复合顶板的地质条件,结合不同区域回风巷顶板受力、变形特征,设计优化回风巷支护方案。论文综合采用现场调研、实验室物理实验、理论计算、数值模拟等方法,对浅埋复合顶板条件下的无煤柱回采巷道围岩应力分布规律以及支护参数进行研究分析。主要研究成果如下:（1）构建了传统沿空留巷及切顶卸压自动成巷的力学模型,经过理论计算对比得出切顶卸压自动成巷所需的支护强度小于传统沿空留巷所需的支护强度,支护成本小,经济性可行性好。（2）建立回风巷复合顶板在超前工作面区域和滞后工作面区域的力学模型,结合各分层所承受的载荷大小,分析不同留巷区域顶板挠曲及应力分布特征。在上覆岩层载荷作用下,在不同留巷区域内顶板各应力和挠度都有着不同的分布状态,随着高度的增加,各分层的各个应力的最大值都逐渐减小;滞后工作面区域内顶板的最大弯曲变形量和各个应力的最大值都要大于超前工作面区域,且在采空区侧表现最为明显,滞后工作面区域为留巷支护的关键区域。（3）根据30104回风巷特征,通过对提高预紧力...
【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】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究方法和技术路线图
12图 2-3 30104 工作面位置图Figure 2-3 Position of the 30104 Working Face顶为 II 类中等稳定型顶板，基本顶为 I 类中等含有植物化石，水平层理、裂隙发育的泥质胶石，且伴有小型的滑面，垮落的。伪顶为深灰植物化石，容易发生垮落。3-1#煤层底板情况表2-1 3-1#煤层顶底板情况表Table 2-1 Roof and floor table of 3-1# coal seam岩性 岩粉砂岩
这些都可能影响南梁煤矿开采的经济效益。传统沿空留巷及切顶卸压沿空留巷顶板所支护力分析如下：对传统沿空留巷构建力学模型如图2-4所示。图 2-4 传统沿空留巷力学模型图Figure 2-4 Mechanical model for Traditional Gob-side Entry Retaining如采取传统沿空留巷方案，要提供足够的支护力 F，其计算公式如下：（2-1）式中：q1为顶板自重均布载荷；L1为基本顶的长度，m；L2为直接顶的长度，m；h1为基本顶的厚度，m；h2为直接顶厚度，m；ρ1为基本顶岩层平均密度，kg/m3；ρ2为直接顶岩层平均密度
【参考文献】：
期刊论文
[1]长壁开采切顶短壁梁理论及其110工法——第三次矿业科学技术变革[J]. 何满潮,宋振骐,王安,杨汉宏,祁和刚,郭志飚. 煤炭科技. 2017(01)
[2]2016年我国能源形势分析和2017年形势展望[J]. 肖新建,杨光,田磊,杨晶,康晓文,李际,高虎,刘小丽. 中国能源. 2017(03)
[3]煤炭工业发展“十三五”规划重点内容分析[J]. 闫晗. 今日工程机械. 2017(01)
[4]薄煤层切顶卸压自动成巷关键参数研究[J]. 郭志飚,王将,曹天培,陈炼,王炯. 中国矿业大学学报. 2016(05)
[5]唐山沟矿厚层砂岩顶板切缝沿空成巷试验研究[J]. 张国锋,许有青,葛鹏涛. 岩石力学与工程学报. 2016(07)
[6]2001-2013年煤矿生产事故分类研究[J]. 牛超,施龙青,肖乐乐,翟培合,吴树磊,赵燕红. 煤矿安全. 2015(03)
[7]带有导向孔的浅孔爆破在留巷切顶卸压中的应用研究[J]. 陈勇,郝胜鹏,陈延涛,张自政,武立飞,刘洪林. 采矿与安全工程学报. 2015(02)
[8]薄煤层切顶卸压沿空留巷关键参数研究[J]. 孙晓明,刘鑫,梁广峰,王冬,姜育林. 岩石力学与工程学报. 2014(07)
[9]浅埋煤层软岩顶板巷道支护参数优化[J]. 张峰,刘学生,段化超. 煤矿安全. 2014(04)
[10]切顶卸压沿空留巷技术研究及应用[J]. 王维维,李凤义,兰永伟. 黑龙江科技大学学报. 2014(01)
博士论文
[1]沿空留巷围岩结构运动稳定机理与控制研究[D]. 陈勇.中国矿业大学 2012
[2]预应力锚索加固岩体的机理分析和数值计算[D]. 王艳芬.华中科技大学 2007
本文编号：3250849
【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】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究方法和技术路线图
12图 2-3 30104 工作面位置图Figure 2-3 Position of the 30104 Working Face顶为 II 类中等稳定型顶板，基本顶为 I 类中等含有植物化石，水平层理、裂隙发育的泥质胶石，且伴有小型的滑面，垮落的。伪顶为深灰植物化石，容易发生垮落。3-1#煤层底板情况表2-1 3-1#煤层顶底板情况表Table 2-1 Roof and floor table of 3-1# coal seam岩性 岩粉砂岩
这些都可能影响南梁煤矿开采的经济效益。传统沿空留巷及切顶卸压沿空留巷顶板所支护力分析如下：对传统沿空留巷构建力学模型如图2-4所示。图 2-4 传统沿空留巷力学模型图Figure 2-4 Mechanical model for Traditional Gob-side Entry Retaining如采取传统沿空留巷方案，要提供足够的支护力 F，其计算公式如下：（2-1）式中：q1为顶板自重均布载荷；L1为基本顶的长度，m；L2为直接顶的长度，m；h1为基本顶的厚度，m；h2为直接顶厚度，m；ρ1为基本顶岩层平均密度，kg/m3；ρ2为直接顶岩层平均密度
【参考文献】：
期刊论文
[1]长壁开采切顶短壁梁理论及其110工法——第三次矿业科学技术变革[J]. 何满潮,宋振骐,王安,杨汉宏,祁和刚,郭志飚. 煤炭科技. 2017(01)
[2]2016年我国能源形势分析和2017年形势展望[J]. 肖新建,杨光,田磊,杨晶,康晓文,李际,高虎,刘小丽. 中国能源. 2017(03)
[3]煤炭工业发展“十三五”规划重点内容分析[J]. 闫晗. 今日工程机械. 2017(01)
[4]薄煤层切顶卸压自动成巷关键参数研究[J]. 郭志飚,王将,曹天培,陈炼,王炯. 中国矿业大学学报. 2016(05)
[5]唐山沟矿厚层砂岩顶板切缝沿空成巷试验研究[J]. 张国锋,许有青,葛鹏涛. 岩石力学与工程学报. 2016(07)
[6]2001-2013年煤矿生产事故分类研究[J]. 牛超,施龙青,肖乐乐,翟培合,吴树磊,赵燕红. 煤矿安全. 2015(03)
[7]带有导向孔的浅孔爆破在留巷切顶卸压中的应用研究[J]. 陈勇,郝胜鹏,陈延涛,张自政,武立飞,刘洪林. 采矿与安全工程学报. 2015(02)
[8]薄煤层切顶卸压沿空留巷关键参数研究[J]. 孙晓明,刘鑫,梁广峰,王冬,姜育林. 岩石力学与工程学报. 2014(07)
[9]浅埋煤层软岩顶板巷道支护参数优化[J]. 张峰,刘学生,段化超. 煤矿安全. 2014(04)
[10]切顶卸压沿空留巷技术研究及应用[J]. 王维维,李凤义,兰永伟. 黑龙江科技大学学报. 2014(01)
博士论文
[1]沿空留巷围岩结构运动稳定机理与控制研究[D]. 陈勇.中国矿业大学 2012
[2]预应力锚索加固岩体的机理分析和数值计算[D]. 王艳芬.华中科技大学 2007
本文编号：3250849
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