常村矿深部大断面托顶煤巷道主动修复技术研究
发布时间：2021-08-20 18:40
随着煤矿开采深度的增加和大型机械化设备利用率的提高,以及为满足生产需求而日益增大的巷道断面面积,导致原有巷道破坏变形极为严重,深部大断面托顶煤巷道的修复问题显得尤为严峻。因此,深部大断面托顶煤巷道的支护及修复技术急需进一步研究。本文以义马常村矿21170下巷现场实地调研及现场测试结果为基础,运用数值模拟、力学推导等科研手段,对义马常村矿深部大断面托顶煤巷道的破坏特征进行分析,对深部大断面托顶煤巷道的变形破坏特征和支护理论进行研究,探索深部大断面托顶煤巷道变形破坏的主控部位,得到深部大断面托顶煤巷道的“全断面控型易损部位强化支护”围岩控制技术,对常村矿深部大断面托顶煤巷道主动修复方案的确立提供了数据和理论支撑,进而进行现场工业性试验,试验结果表明基于“全断面控型易损部位强化支护”围岩控制技术的常村矿21170下巷主动修复方案能够取得一定的经济效益和社会效益。本文主要结论及成果如下:1)通过现场观测调研及数据收集,观察记录义马常村矿21170下巷的变形破坏特征。对21170下巷进行围岩稳定性评价,利用钻孔窥视进行围岩松动圈测试,分析确定义马常村矿21170下巷托顶煤巷道的变围岩力学参数,对...
【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
【部分图文】：
深部大断面托顶
硕士学位论文10水平断距和落差自东向西呈递增趋势，上盘与下盘落差为50～450m，水平断距120～1080m。（2）F16-1逆断层该断层位于F16逆断层上方南侧，向下延伸并入F16逆断层，该断层延伸长度大于4000m。大致呈东西走向，倾向为160°～170°，倾角范围在20～60°之间，落差为100m由西向东呈递减趋势。（3）F3正断层该断层位于常村矿中部偏西，该断层延伸长度大于5400m，该断层倾角在75°～80°之间，落差为200m向西南方向逐渐减校3）煤层及顶底板常村矿地下赋存4层煤炭资源，其中1-2煤与1-1煤为不可采煤层，2-3煤、2-1煤为可采煤层，2-1煤平均厚度为3.05m，2-3平均厚度为5.63m。在1806钻孔、1705钻孔东50m、Ⅱ-2钻孔东90m的连线东侧2-1煤并入2-3煤，合并煤层仍称之为2-3煤。图2-1义马常村矿27勘探线岩性岩相剖面图Figure2-1LithofaciesProfileofYimaChangcunMine27ExplorationLine图2-2义马常村矿岩性岩相剖面图Figure2-2LithologicFaciesProfileofYimaChangcunMine湖泊相河控三角洲相34033102270420042-1煤WE泥炭沼泽相河床相1-2煤2-1煤2-3煤
硕士学位论文122.1.221170工作面地质概况义马常村矿21170工作面开采期间受到邻近工作面回采扰动，21170下巷初始段上方为采空区。21170下巷顶底板以泥岩为主，泥岩岩性软弱、容易风化，因此，21170下巷在未能有效支护的前提下变形周期短且单次变形量大，根据初期调研数据显示该巷道破碎区较为发育。图2-421170工作面平面示意图Figure2-4SchematicDiagramof21170WorkingFace1）工作面位置及围岩性质21170工作面地面位置位于陈家门东侧，工作面埋深700～750m，21170工作面地面标高自西向东缓慢降低。地面标高为+497～+549，21170工作面标高为-161～-211。该工作面走向可推进长度为727.5～732.6m，平均730m，工作面长度230m，可采面积可达167900m2。煤层厚度变化小平均厚度为11.2m，经计算可得该工作面的工业储量为2.63Mt，可采储量约2.45Mt。21170工作面西侧为21采区下山煤柱，F16断层煤柱位于该工作面东部，该工作面上方为21150工作面采空区。煤层顶底板岩性参数如下表所示。表2-1煤层顶底板岩性参数表Table2-1Lithologicparametertableofcoalseamroofandfloor名称岩性厚度/m岩层特征老顶泥岩，局部夹粉砂岩36.0～44.5深灰色、致密性高、水平层理发育直接顶细砂岩、泥岩1.0～8.0砂岩含水，下部疏松上部致密坚硬伪顶细砂岩、泥岩0.05～1.1岩层含水疏松易垮直接底炭质泥岩0.5～5.7块状灰黑色，遇水易膨胀。老底细砂岩、砾岩22.2～27.8紧致、坚硬21170工作面上方老空区积水约187000m3，积水面积可达57850m2，且上方含水层常年向下补给。由于排放水措施的实施，现剩余积水降仅为原始水量的3%，积水面积也极大的缩小，该工作面正常涌水量为10m3/h，最大涌水量120m3/h。2）工作面矿压显现规律概况21170工作面直接顶的初次垮落步距
【参考文献】：
期刊论文
[1]2025年中国能源消费及煤炭需求预测[J]. 谢和平,吴立新,郑德志. 煤炭学报. 2019(07)
[2]大埋深托顶煤全锚索支护改革试验技术研究与应用[J]. 王鹏鹏,王岳,曹正. 山东煤炭科技. 2019(03)
[3]大断面托顶煤巷道不稳定区域支护研究[J]. 田柯,武超. 煤矿安全. 2018(11)
[4]煤矿大断面托顶煤巷道变形机理及控制技术研究[J]. 彭杨皓,杨捷,程晋国,高雷. 矿业科学学报. 2017(05)
[5]我国煤矿深部开采现状及灾害防治分析[J]. 蓝航,陈东科,毛德兵. 煤炭科学技术. 2016(01)
[6]深部采动巷道顶板稳定性分析与控制[J]. 马念杰,赵希栋,赵志强,李季,郭晓菲. 煤炭学报. 2015(10)
[7]大断面托顶煤巷道支护参数优化研究[J]. 张日林,王家臣,朱建明. 中国矿业. 2012(12)
[8]强力复合支护在超大断面巷道修复中的应用[J]. 白怀庆. 中国煤炭. 2012(11)
[9]煤炭深部开采与极限开采深度的研究与思考[J]. 谢和平,周宏伟,薛东杰,王宏伟,张茹,高峰. 煤炭学报. 2012(04)
[10]特厚煤层大断面巷道模糊聚类分析及支护设计[J]. 翟高峰,何富连,张守宝,段其涛. 煤矿安全. 2011(09)
博士论文
[1]云驾岭矿深部回采巷道围岩稳定性评价及支护技术研究[D]. 张海洋.中国矿业大学(北京) 2017
[2]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
[3]新时期国家能源发展战略问题研究[D]. 李文华.南开大学 2013
[4]干河煤矿大断面巷道围岩稳定性分析及控制技术研究[D]. 李国彪.中国矿业大学（北京） 2013
[5]特厚煤层巷道顶板变形机理与控制技术[D]. 严红.中国矿业大学（北京） 2013
[6]深部厚顶煤巷道围岩破坏控制机理及新型支护系统对比研究[D]. 王琦.山东大学 2012
[7]回采巷道顶板切缝减小护巷煤柱宽度的技术基础研究[D]. 刘正和.太原理工大学 2012
[8]深部大跨度巷道失稳机理与围岩控制技术研究[D]. 万世文.中国矿业大学 2011
[9]厚煤层大断面巷道围岩稳定与掘锚一体化研究[D]. 周志利.中国矿业大学（北京） 2011
[10]大断面煤巷支护技术试验研究及新型锚杆机研发应用[D]. 闫振东.中国矿业大学（北京） 2010
硕士论文
[1]变倾角变埋深大断面巷道围岩稳定性控制研究[D]. 郝佩.太原理工大学 2019
[2]顶板长短锚索控制托顶煤巷道围岩稳定机理研究[D]. 张涛.中国矿业大学 2019
[3]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
[4]黄陵二号井2号辅运大巷围岩破坏机理及加固技术研究[D]. 刘士杰.中国矿业大学 2017
[5]围岩松动圈综合检测方法的研究及应用[D]. 叶云龙.成都理工大学 2015
[6]平顶山矿区深部回采巷道支护效果模糊综合评判研究[D]. 王满想.河南理工大学 2011
[7]大断面煤层巷道围岩变形特征与支护参数研究[D]. 张占涛.煤炭科学研究总院 2009
[8]综放工作面开切眼与停采线大断面巷道支护技术研究[D]. 朱昌星.山东科技大学 2004
本文编号：3354027
【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
【部分图文】：
深部大断面托顶
硕士学位论文10水平断距和落差自东向西呈递增趋势，上盘与下盘落差为50～450m，水平断距120～1080m。（2）F16-1逆断层该断层位于F16逆断层上方南侧，向下延伸并入F16逆断层，该断层延伸长度大于4000m。大致呈东西走向，倾向为160°～170°，倾角范围在20～60°之间，落差为100m由西向东呈递减趋势。（3）F3正断层该断层位于常村矿中部偏西，该断层延伸长度大于5400m，该断层倾角在75°～80°之间，落差为200m向西南方向逐渐减校3）煤层及顶底板常村矿地下赋存4层煤炭资源，其中1-2煤与1-1煤为不可采煤层，2-3煤、2-1煤为可采煤层，2-1煤平均厚度为3.05m，2-3平均厚度为5.63m。在1806钻孔、1705钻孔东50m、Ⅱ-2钻孔东90m的连线东侧2-1煤并入2-3煤，合并煤层仍称之为2-3煤。图2-1义马常村矿27勘探线岩性岩相剖面图Figure2-1LithofaciesProfileofYimaChangcunMine27ExplorationLine图2-2义马常村矿岩性岩相剖面图Figure2-2LithologicFaciesProfileofYimaChangcunMine湖泊相河控三角洲相34033102270420042-1煤WE泥炭沼泽相河床相1-2煤2-1煤2-3煤
硕士学位论文122.1.221170工作面地质概况义马常村矿21170工作面开采期间受到邻近工作面回采扰动，21170下巷初始段上方为采空区。21170下巷顶底板以泥岩为主，泥岩岩性软弱、容易风化，因此，21170下巷在未能有效支护的前提下变形周期短且单次变形量大，根据初期调研数据显示该巷道破碎区较为发育。图2-421170工作面平面示意图Figure2-4SchematicDiagramof21170WorkingFace1）工作面位置及围岩性质21170工作面地面位置位于陈家门东侧，工作面埋深700～750m，21170工作面地面标高自西向东缓慢降低。地面标高为+497～+549，21170工作面标高为-161～-211。该工作面走向可推进长度为727.5～732.6m，平均730m，工作面长度230m，可采面积可达167900m2。煤层厚度变化小平均厚度为11.2m，经计算可得该工作面的工业储量为2.63Mt，可采储量约2.45Mt。21170工作面西侧为21采区下山煤柱，F16断层煤柱位于该工作面东部，该工作面上方为21150工作面采空区。煤层顶底板岩性参数如下表所示。表2-1煤层顶底板岩性参数表Table2-1Lithologicparametertableofcoalseamroofandfloor名称岩性厚度/m岩层特征老顶泥岩，局部夹粉砂岩36.0～44.5深灰色、致密性高、水平层理发育直接顶细砂岩、泥岩1.0～8.0砂岩含水，下部疏松上部致密坚硬伪顶细砂岩、泥岩0.05～1.1岩层含水疏松易垮直接底炭质泥岩0.5～5.7块状灰黑色，遇水易膨胀。老底细砂岩、砾岩22.2～27.8紧致、坚硬21170工作面上方老空区积水约187000m3，积水面积可达57850m2，且上方含水层常年向下补给。由于排放水措施的实施，现剩余积水降仅为原始水量的3%，积水面积也极大的缩小，该工作面正常涌水量为10m3/h，最大涌水量120m3/h。2）工作面矿压显现规律概况21170工作面直接顶的初次垮落步距
【参考文献】：
期刊论文
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[2]大埋深托顶煤全锚索支护改革试验技术研究与应用[J]. 王鹏鹏,王岳,曹正. 山东煤炭科技. 2019(03)
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[8]强力复合支护在超大断面巷道修复中的应用[J]. 白怀庆. 中国煤炭. 2012(11)
[9]煤炭深部开采与极限开采深度的研究与思考[J]. 谢和平,周宏伟,薛东杰,王宏伟,张茹,高峰. 煤炭学报. 2012(04)
[10]特厚煤层大断面巷道模糊聚类分析及支护设计[J]. 翟高峰,何富连,张守宝,段其涛. 煤矿安全. 2011(09)
博士论文
[1]云驾岭矿深部回采巷道围岩稳定性评价及支护技术研究[D]. 张海洋.中国矿业大学(北京) 2017
[2]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
[3]新时期国家能源发展战略问题研究[D]. 李文华.南开大学 2013
[4]干河煤矿大断面巷道围岩稳定性分析及控制技术研究[D]. 李国彪.中国矿业大学（北京） 2013
[5]特厚煤层巷道顶板变形机理与控制技术[D]. 严红.中国矿业大学（北京） 2013
[6]深部厚顶煤巷道围岩破坏控制机理及新型支护系统对比研究[D]. 王琦.山东大学 2012
[7]回采巷道顶板切缝减小护巷煤柱宽度的技术基础研究[D]. 刘正和.太原理工大学 2012
[8]深部大跨度巷道失稳机理与围岩控制技术研究[D]. 万世文.中国矿业大学 2011
[9]厚煤层大断面巷道围岩稳定与掘锚一体化研究[D]. 周志利.中国矿业大学（北京） 2011
[10]大断面煤巷支护技术试验研究及新型锚杆机研发应用[D]. 闫振东.中国矿业大学（北京） 2010
硕士论文
[1]变倾角变埋深大断面巷道围岩稳定性控制研究[D]. 郝佩.太原理工大学 2019
[2]顶板长短锚索控制托顶煤巷道围岩稳定机理研究[D]. 张涛.中国矿业大学 2019
[3]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
[4]黄陵二号井2号辅运大巷围岩破坏机理及加固技术研究[D]. 刘士杰.中国矿业大学 2017
[5]围岩松动圈综合检测方法的研究及应用[D]. 叶云龙.成都理工大学 2015
[6]平顶山矿区深部回采巷道支护效果模糊综合评判研究[D]. 王满想.河南理工大学 2011
[7]大断面煤层巷道围岩变形特征与支护参数研究[D]. 张占涛.煤炭科学研究总院 2009
[8]综放工作面开切眼与停采线大断面巷道支护技术研究[D]. 朱昌星.山东科技大学 2004
本文编号：3354027
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