极软特厚煤层拱形沿空掘巷围岩破坏机理及控制
发布时间：2021-11-05 10:51
以魏家地煤矿东1100综放工作面运输顺槽为研究对象,综合采用实验室实验、理论分析、数值模拟、工业性试验等研究方法对极软特厚煤层拱形沿空掘巷围岩破坏机理及控制展开系统分析,着重讨论了煤层的开采厚度、硬度对基本顶侧向断裂位置、采空区侧向支承压力的影响规律,确定了煤层平均开采厚度下煤柱合理宽度,并开展了工业性试验分析。主要研究成果如下:（1）基于弹性地基梁理论,建立“直接底-煤层-直接顶”Winkler地基梁力学模型,推导了沿空巷道基本顶弯矩表达式和基本顶侧向断裂位置表达式,分析了煤层开采厚度、硬度对基本顶断裂位置的影响规律;揭示了煤层开采厚度增加或煤层硬度减小均导致地基刚度减小、基本顶最大弯矩增加,且基本顶最大弯矩位置随地基刚度减小向煤层深部转移。基于东1101工作面地质条件,确定了煤层开采厚度为8～24m时,基本顶侧向断裂位置为7.735～13.125m。（2）揭示了东1100综放工作面运输顺槽侧向支承压力与煤层开采厚度、硬度的影响规律。在煤层开采厚度为8～24m内,中硬及硬煤层条件下,随煤层开采厚度增加,侧向支承压力峰值位置逐渐远离采空区边界,峰值与煤层开采厚度呈负相关。软煤层条件下,...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
2工程概况112工程概况魏家地井田位于白银市平川区宝鸡乡境内，矿井距兰州市150km，距白银市80km，地理位置为东经104°52′~104°58′，北纬36°40′~36°43′。井田西以Ⅸ勘探线及F46断层线与大水头和宝积山井田为界；东以Ⅹ-Ⅸ勘探线为界；南至煤层与F1-2断层相切线；北以F46断层线与煤层相切线为界走向长7.5km，平均宽2.8km，井田面积21km2。井田可采煤层由上至下依次为一煤、二煤及三煤，其中一煤全区分布，厚度较大，走向上由西向东逐渐变厚，倾向上由南向北逐渐变厚，且煤层结构简单。本文以魏家地煤矿一煤东一采区东1100综放工作面运输顺槽掘进工程为背景展开研究。2.1工作面概况2.1.1工作面地质条件（1）东1100综放工作面地质概况东1100综放工作面位于魏家地煤矿东一采区上部，地面标高1663~1744m，工作面标高1190~1297m，埋深为447~473m，倾向长130m，走向长1718m，总面积约223340m2。东北部是已回采结束的东1101采空区，南部是东一采区边界，东部是东三采区原始煤层，西部是西一采区1115采空区及1260总回风东巷。该工作面地表为复杂，存在丘陵、盆地及砂沟，其中东南段靠近切眼范围内地表有小南沟脑及少量荒弃农田，无民用建筑物。图2-1为东1100综放工作面布置示意图。图2-1东1100综放工作面布置示意图根据图2-1中Ⅰ-Ⅵ号切线所示，我们对东1100综放工作面做剖面图进行分析，如图2-2所示。分析剖面图可知，该工作面内煤层开采厚度变化幅度较大，煤层不同开采厚度将会对沿空掘巷工程带来更大的难度。
西安科技大学硕士学位论文12（a）Ⅰ-Ⅰ剖面图（b）Ⅱ-Ⅱ剖面图（c）Ⅲ-Ⅲ剖面图（d）Ⅳ-Ⅳ剖面图（e）Ⅴ-Ⅴ剖面图（f）Ⅵ-Ⅵ剖面图图2-2东1100综放工作面剖面图（2）东一采区采用上行开采方式，东1100综放工作面与东1101采空区位置关系，
【参考文献】：
期刊论文
[1]特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度研究[J]. 孙珍平. 煤矿安全. 2019(09)
[2]我国大采高综采技术及围岩控制研究现状[J]. 尹希文. 煤炭科学技术. 2019(08)
[3]沿空留巷关键块大跨距下充填体参数确定[J]. 李成海,柏建彪. 煤炭工程. 2018(11)
[4]厚煤层大跨距开切眼主被动联合支护技术[J]. 王红卫. 煤炭科学技术. 2018(S1)
[5]Influence of abnormal stress under a residual bearing coal pillar on the stability of a mine entry[J]. Kang Jizhong,Shen Wenlong,Bai Jianbiao,Yan Shuai,Wang Xiangyu,Li Wenfeng,Wang Ruofan. International Journal of Mining Science and Technology. 2017(06)
[6]厚煤层综放双巷工作面巷间煤柱尺寸研究[J]. 王琦,樊运平,李刚,郭文孝,闫殿华,张立平. 岩土力学. 2017(10)
[7]厚煤层小煤柱护巷及支护技术研究[J]. 李文龙. 煤炭科学技术. 2017(08)
[8]沿空留巷充填区域直接顶受力状态探讨与应用[J]. 张自政,柏建彪,王卫军,陈勇,于宪阳. 煤炭学报. 2017(08)
[9]深井沿空留巷非对称破坏机制与控制技术研究[J]. 武精科,阚甲广,谢生荣,谢福星,赵勇强. 采矿与安全工程学报. 2017(04)
[10]特厚煤层综放沿空掘巷围岩控制机理及其应用[J]. 郭金刚,王伟光,岳帅帅,何富连,郜明明,谢生荣. 煤炭学报. 2017(04)
博士论文
[1]综放沿空煤巷上覆岩层断裂位置及结构稳定性研究[D]. 谢福星.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]坚硬顶板孤岛工作面冲击地压机理及防治技术研究[D]. 庞绪峰.中国矿业大学（北京） 2013
[4]沿空巷道窄帮蠕变特性及其稳定性控制技术研究[D]. 王红胜.中国矿业大学 2011
[5]鹤煤五矿深部岩巷变形机理及控制对策研究[D]. 李占金.中国矿业大学（北京） 2009
[6]综放回采巷道围岩裂纹扩展与类板结构及其非均称控制[D]. 代进.山东科技大学 2007
硕士论文
[1]层状岩体中拱形巷道拱肩破坏机理及合理支护技术研究[D]. 王恩波.西安科技大学 2014
[2]软岩洞室喷锚支护合理时机研究[D]. 郑晓慧.西安理工大学 2006
本文编号：3477659
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
2工程概况112工程概况魏家地井田位于白银市平川区宝鸡乡境内，矿井距兰州市150km，距白银市80km，地理位置为东经104°52′~104°58′，北纬36°40′~36°43′。井田西以Ⅸ勘探线及F46断层线与大水头和宝积山井田为界；东以Ⅹ-Ⅸ勘探线为界；南至煤层与F1-2断层相切线；北以F46断层线与煤层相切线为界走向长7.5km，平均宽2.8km，井田面积21km2。井田可采煤层由上至下依次为一煤、二煤及三煤，其中一煤全区分布，厚度较大，走向上由西向东逐渐变厚，倾向上由南向北逐渐变厚，且煤层结构简单。本文以魏家地煤矿一煤东一采区东1100综放工作面运输顺槽掘进工程为背景展开研究。2.1工作面概况2.1.1工作面地质条件（1）东1100综放工作面地质概况东1100综放工作面位于魏家地煤矿东一采区上部，地面标高1663~1744m，工作面标高1190~1297m，埋深为447~473m，倾向长130m，走向长1718m，总面积约223340m2。东北部是已回采结束的东1101采空区，南部是东一采区边界，东部是东三采区原始煤层，西部是西一采区1115采空区及1260总回风东巷。该工作面地表为复杂，存在丘陵、盆地及砂沟，其中东南段靠近切眼范围内地表有小南沟脑及少量荒弃农田，无民用建筑物。图2-1为东1100综放工作面布置示意图。图2-1东1100综放工作面布置示意图根据图2-1中Ⅰ-Ⅵ号切线所示，我们对东1100综放工作面做剖面图进行分析，如图2-2所示。分析剖面图可知，该工作面内煤层开采厚度变化幅度较大，煤层不同开采厚度将会对沿空掘巷工程带来更大的难度。
西安科技大学硕士学位论文12（a）Ⅰ-Ⅰ剖面图（b）Ⅱ-Ⅱ剖面图（c）Ⅲ-Ⅲ剖面图（d）Ⅳ-Ⅳ剖面图（e）Ⅴ-Ⅴ剖面图（f）Ⅵ-Ⅵ剖面图图2-2东1100综放工作面剖面图（2）东一采区采用上行开采方式，东1100综放工作面与东1101采空区位置关系，
【参考文献】：
期刊论文
[1]特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度研究[J]. 孙珍平. 煤矿安全. 2019(09)
[2]我国大采高综采技术及围岩控制研究现状[J]. 尹希文. 煤炭科学技术. 2019(08)
[3]沿空留巷关键块大跨距下充填体参数确定[J]. 李成海,柏建彪. 煤炭工程. 2018(11)
[4]厚煤层大跨距开切眼主被动联合支护技术[J]. 王红卫. 煤炭科学技术. 2018(S1)
[5]Influence of abnormal stress under a residual bearing coal pillar on the stability of a mine entry[J]. Kang Jizhong,Shen Wenlong,Bai Jianbiao,Yan Shuai,Wang Xiangyu,Li Wenfeng,Wang Ruofan. International Journal of Mining Science and Technology. 2017(06)
[6]厚煤层综放双巷工作面巷间煤柱尺寸研究[J]. 王琦,樊运平,李刚,郭文孝,闫殿华,张立平. 岩土力学. 2017(10)
[7]厚煤层小煤柱护巷及支护技术研究[J]. 李文龙. 煤炭科学技术. 2017(08)
[8]沿空留巷充填区域直接顶受力状态探讨与应用[J]. 张自政,柏建彪,王卫军,陈勇,于宪阳. 煤炭学报. 2017(08)
[9]深井沿空留巷非对称破坏机制与控制技术研究[J]. 武精科,阚甲广,谢生荣,谢福星,赵勇强. 采矿与安全工程学报. 2017(04)
[10]特厚煤层综放沿空掘巷围岩控制机理及其应用[J]. 郭金刚,王伟光,岳帅帅,何富连,郜明明,谢生荣. 煤炭学报. 2017(04)
博士论文
[1]综放沿空煤巷上覆岩层断裂位置及结构稳定性研究[D]. 谢福星.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]坚硬顶板孤岛工作面冲击地压机理及防治技术研究[D]. 庞绪峰.中国矿业大学（北京） 2013
[4]沿空巷道窄帮蠕变特性及其稳定性控制技术研究[D]. 王红胜.中国矿业大学 2011
[5]鹤煤五矿深部岩巷变形机理及控制对策研究[D]. 李占金.中国矿业大学（北京） 2009
[6]综放回采巷道围岩裂纹扩展与类板结构及其非均称控制[D]. 代进.山东科技大学 2007
硕士论文
[1]层状岩体中拱形巷道拱肩破坏机理及合理支护技术研究[D]. 王恩波.西安科技大学 2014
[2]软岩洞室喷锚支护合理时机研究[D]. 郑晓慧.西安理工大学 2006
本文编号：3477659
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