发耳煤矿多煤层重复采动大巷底鼓破坏特征及其控制研究
发布时间：2021-10-16 02:10
煤层群联合开采时,因受煤层重复采动影响导致集中大巷呈现持续流变特征,不得不多次返修以满足矿井安全生产需要。因此,系统分析多煤层重复采动情况下集中大巷底鼓变形破坏机理,对于多煤层联合开采集中巷道底鼓控制技术具有一定的理论指导与工程实践意义。本文以发耳煤矿集中轨道大巷底鼓破坏段为工程背景,实测了巷道底板变形破坏特征,研究了多煤层联合开采覆岩结构复合破断机理,提出了多煤层重复采动大巷底鼓控制技术,取得了如下研究成果:（1）实测了集中轨道大巷底鼓破坏特征,分析了底鼓变形的因素;建立了多煤层联合开采重复采动影响下覆岩复合破断模型,揭示了多煤层重复开采煤柱一侧力学传递及煤柱下方巷道底板变形破坏机理。（2）数值计算研究了多煤层重复采动影响下覆岩结构复合破断特征及其运移规律,掌握了集中轨道大巷围岩应力分布及其底鼓的时空演化规律,研究发现1煤、5-3煤开采对巷道底板的稳定性影响较小,而3煤、5-2煤以及7煤开采时集中轨道大巷呈现持续流变特征。（3）根据以上研究成果,提出了集中轨道大巷围岩底鼓分阶段控制方案,并采用数值计算方法研究了巷道围岩应力分布及其变形破坏特征,并结合现场施工及其生产需要,提出了集中轨...
【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】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
发耳煤矿位于贵州省六盘水市水城县南部，主要可采煤层分别为 1 煤、3 煤、5-2 煤、5-3 煤和 7 煤；1 煤层距 3 煤层 8.28 m～15.47 m，平均 11.68 m，3 煤层距 5-2 煤层 5.36 m～16.96 m，平均 10.33 m，5-2 煤层距 5-3 煤层 8.24 m～16.06 m，平均 11.81 m，5-3 煤层距 7 煤层 20.77 m～26.60 m，平均 23.08 m。在+980水平以 43°方位布置三条大巷，+980 水平胶带大巷居中，+980 水平轨道大巷位于+980 水平胶带大巷西北侧，+980 水平回风大巷位于+980 水平胶带东南侧；+980 水平轨道大巷距+980 水平胶带大巷约为 30 m，+980 水平胶带大巷距+980水平回风大巷约为 26.4 m。自 2014 年以来，+980 水平回风大巷已施工 1462 m，+980 水平胶带大巷已施工 1412 m，+980 水平轨道大巷已施工 1594 m。大巷与各煤层的层位关系如图 2-1 所示。
工程硕士专业学位论文12杆、锚索和锚网支护一段距离喷70mm；采用规格为Φ25×2000mm的注浆管，2根底角注浆管与底板水平方向成15°倾斜布置，全断面支护如图2-3所示。巷道顶板以及两帮得到了有效的控制。2.1.3围岩性质巷道围岩岩性的掌握在巷道底板控制研究中是一项非常关键的技术，因此，将大巷底板收集到的粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩和粉砂质泥岩，采用D8ADVANCE型X射线衍射仪对其矿物成分做进行测定。D8ADVANCE型X射线衍射仪以及衍射试样如图2-4所示，试样衍射图谱如图2-5所示。图2-4D8ADVANCE型X射线衍射仪以及射线衍射试样Figure2-4D8ADVANCEX-raydiffractometerandX-raydiffractionsample由图2-5（a）可知，1#粉砂岩中大部分为石英和绿泥石，长石、白云石、莫来石和高岭石含量较少。绿泥石为含水的层状铝硅酸盐矿物，为主要黏土矿物之一，由以上部分组成的粉砂岩硬度较校由图（b）可知，2#泥质粉砂岩中的主要组分与1#泥质粉砂岩相似，除此之外，含有少量的黄铁矿、菱铁矿和伊利石，由于其组分中含有部分高岭石和伊利石，使得岩性整体强度较小，属于软岩。由图（c）可知，3#细砂岩中多为石英和绿泥石，含有少量的高岭石、伊利石、菱铁矿和非晶质。绿泥石、高岭石和伊利石均为黏土矿物，硬度小，由以上部分组成的细砂岩总体强度较校由图（d）可知，4#粉砂质泥岩中多为石英和绿泥石，含有少量的高岭石、白云石、长石和非晶质。绿泥石和高岭石是黏土矿物，硬度小，白云石硬度也相对较小，由以上部分组成的粉砂质泥岩强度度较小，遇水容易膨胀。综上所述，大巷底板均为强度较小的岩石，且多为粘土矿物，含量较高，遇水易膨胀，自身承载能力会显著降低，难以形成稳定结构，在高应力作用下，会呈现出显著变形特征。
本文编号：3438947
【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】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
发耳煤矿位于贵州省六盘水市水城县南部，主要可采煤层分别为 1 煤、3 煤、5-2 煤、5-3 煤和 7 煤；1 煤层距 3 煤层 8.28 m～15.47 m，平均 11.68 m，3 煤层距 5-2 煤层 5.36 m～16.96 m，平均 10.33 m，5-2 煤层距 5-3 煤层 8.24 m～16.06 m，平均 11.81 m，5-3 煤层距 7 煤层 20.77 m～26.60 m，平均 23.08 m。在+980水平以 43°方位布置三条大巷，+980 水平胶带大巷居中，+980 水平轨道大巷位于+980 水平胶带大巷西北侧，+980 水平回风大巷位于+980 水平胶带东南侧；+980 水平轨道大巷距+980 水平胶带大巷约为 30 m，+980 水平胶带大巷距+980水平回风大巷约为 26.4 m。自 2014 年以来，+980 水平回风大巷已施工 1462 m，+980 水平胶带大巷已施工 1412 m，+980 水平轨道大巷已施工 1594 m。大巷与各煤层的层位关系如图 2-1 所示。
工程硕士专业学位论文12杆、锚索和锚网支护一段距离喷70mm；采用规格为Φ25×2000mm的注浆管，2根底角注浆管与底板水平方向成15°倾斜布置，全断面支护如图2-3所示。巷道顶板以及两帮得到了有效的控制。2.1.3围岩性质巷道围岩岩性的掌握在巷道底板控制研究中是一项非常关键的技术，因此，将大巷底板收集到的粉砂岩、泥质粉砂岩、细砂岩和粉砂质泥岩，采用D8ADVANCE型X射线衍射仪对其矿物成分做进行测定。D8ADVANCE型X射线衍射仪以及衍射试样如图2-4所示，试样衍射图谱如图2-5所示。图2-4D8ADVANCE型X射线衍射仪以及射线衍射试样Figure2-4D8ADVANCEX-raydiffractometerandX-raydiffractionsample由图2-5（a）可知，1#粉砂岩中大部分为石英和绿泥石，长石、白云石、莫来石和高岭石含量较少。绿泥石为含水的层状铝硅酸盐矿物，为主要黏土矿物之一，由以上部分组成的粉砂岩硬度较校由图（b）可知，2#泥质粉砂岩中的主要组分与1#泥质粉砂岩相似，除此之外，含有少量的黄铁矿、菱铁矿和伊利石，由于其组分中含有部分高岭石和伊利石，使得岩性整体强度较小，属于软岩。由图（c）可知，3#细砂岩中多为石英和绿泥石，含有少量的高岭石、伊利石、菱铁矿和非晶质。绿泥石、高岭石和伊利石均为黏土矿物，硬度小，由以上部分组成的细砂岩总体强度较校由图（d）可知，4#粉砂质泥岩中多为石英和绿泥石，含有少量的高岭石、白云石、长石和非晶质。绿泥石和高岭石是黏土矿物，硬度小，白云石硬度也相对较小，由以上部分组成的粉砂质泥岩强度度较小，遇水容易膨胀。综上所述，大巷底板均为强度较小的岩石，且多为粘土矿物，含量较高，遇水易膨胀，自身承载能力会显著降低，难以形成稳定结构，在高应力作用下，会呈现出显著变形特征。
本文编号：3438947
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