榆树坡矿综采面过空巷围岩控制研究
发布时间：2021-11-16 04:28
本文以榆树坡煤矿1207工作面过空巷为工程背景,采用理论分析、数值计算和现场实践等方法对综采工作面过空巷时的围岩应力演化特征和变形规律进行了系统的研究。主要结论如下:（1）巷道掘进和工作面回采引起超前支承压力的叠加效应对工作面过空巷时的煤柱应力分布规律进行了研究。随着空巷煤柱宽度的不断减小,应力演化过程呈现出“马鞍形”、“单驼峰型”和“尖点型”的变化趋势,煤柱应力集中程度不断增加。工作面前方存在平行空巷时,基本顶有可能会发生超前破断,如果不对顶板进行控制,极易造成压架及冒顶等安全事故;根据突变理论,分析了煤柱弹塑性分区演化规律,解释了煤柱宽度不断减小发生突变失稳的原因;以“砌体梁”理论为基础,建立了空巷基本顶破断立体力学模型,得出了使工作面安全通过空巷的最低支护阻力为3.62MPa。（2）通过FLAC3D对工作面过空巷时的围岩运移规律、应力演化以及塑性区变化规律进行了研究,得出了空巷充填体达到最终强度时空巷煤柱宽度应该大于10m;然后对不同强度充填体的变形规律进行了分析,确定充填体最终强度为4MPa时已经能够使工作面安全快速通过空巷。（3）根据现场实际和高水材料力...
【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】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
煤柱应力监测示意图
（i）3m图 4-2 不同宽度煤柱垂直应力分布云图Figure 4-2 Nephogram of vertical stress distribution of coal pillars with different widths如图 4-2（a）、（b）、（c）中所示，当煤柱宽度从 50m 减小到 20m 时，空巷右帮的煤体一直处于垂直应力稳定状态，工作面前方煤体处于应力增高状态，这主要是由于工作面开挖超前支承压力造成的。可以得知，煤柱宽度在大于 20m时，对垂直应力分布几乎没有什么影响。在图 4-2（d）、（e）中可以看出，空巷左帮开始出现垂直应力集中效应，但是应力集中程度较小。在图 4-2（f）、（g）中可以看出，煤柱仍然存在应力集中现象，但是应力集中程度中心已经开始转移到空巷前方实煤体当中。在图 4-2（h）、（i）中可以看出，煤柱中垂直应力集中现象已经消失，应力集中效应完全转移到空巷前方实煤体当中。因此，在图 4-2 中，可以得知，煤柱宽度大于 20m 时，可以视为超前支承压力无影响状态；当煤柱宽度为 15m—10m 时，可以视为超前支承压力一般影响状态；当煤柱宽度小于 10m 大于 5m 时，为超前支承压力较大影响区域；当煤柱宽度小于 5m 时，煤柱垂直应力集中现象消失区域。
图 4-4 空巷围岩变形曲线re 4-4 Surrounding rock deformation curve of abandoned ro，可以看出当煤柱宽度从 50m 减小到 15m 时，趋于平稳，呈现线性缓慢增加关系；当煤柱宽巷围岩变形开始剧烈增加，斜率近似于 1；当煤变形量急剧增加，因此可以视为 10m 为煤柱宽液凝固达到所需强度以后，此时煤柱宽度应该填方案数值模拟分析（Numerical Soadway Filling Scheme）强度的确定可以根据第三章理论分析所计算的进行最终确定。在模拟的时，分别对充填体5MPa、6MPa 来进行分析。主要是对充填体不及变形规律来加以分析。根据所计算的结果， 5 章进行水灰比的确定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]工作面过空巷围岩失稳机理研究[J]. 尹超宇,冯光明,高鹏,赵雨. 采矿与安全工程学报. 2018(03)
[2]高瓦斯综采工作面过空巷和高抽巷措施[J]. 焦当云,肖杰. 山东煤炭科技. 2018(03)
[3]工作面过空巷基本顶超前破断机制及控制技术[J]. 刘畅,张俊文,杨增强,弓培林,王开,张小强,李玉琳. 岩土力学. 2018(04)
[4]再论煤炭的科学开采[J]. 钱鸣高,许家林,王家臣. 煤炭学报. 2018(01)
[5]工作面过空巷基本顶超前破断压架机理及控制技术研究[J]. 刘畅,杨增强,弓培林,王开,张俊文,李玉琳,张小强. 煤炭学报. 2017(08)
[6]深部煤巷顶板冲击裂变失稳机制及其动力表现型式[J]. 高明仕,刘亚明,赵一超,高晓君,温颖远. 煤炭学报. 2017(07)
[7]综放工作面过空巷技术研究及应用[J]. 何向宁,陈勇,秦征远. 煤炭科学技术. 2017(06)
[8]深部工作面过空巷高水材料充填技术研究及应用[J]. 曹其嘉,陈勇,宋坤. 煤炭技术. 2017(06)
[9]大倾角煤层开采“关键域”岩体结构稳定性分析[J]. 王红伟,伍永平,解盘石,李延军. 采矿与安全工程学报. 2017(02)
[10]深部巷道围岩控制的关键技术研究[J]. 侯朝炯. 中国矿业大学学报. 2017(05)
硕士论文
[1]欣源矿综采工作面过走向空巷充填技术研究[D]. 秦征远.中国矿业大学 2017
本文编号：3498149
【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】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
煤柱应力监测示意图
（i）3m图 4-2 不同宽度煤柱垂直应力分布云图Figure 4-2 Nephogram of vertical stress distribution of coal pillars with different widths如图 4-2（a）、（b）、（c）中所示，当煤柱宽度从 50m 减小到 20m 时，空巷右帮的煤体一直处于垂直应力稳定状态，工作面前方煤体处于应力增高状态，这主要是由于工作面开挖超前支承压力造成的。可以得知，煤柱宽度在大于 20m时，对垂直应力分布几乎没有什么影响。在图 4-2（d）、（e）中可以看出，空巷左帮开始出现垂直应力集中效应，但是应力集中程度较小。在图 4-2（f）、（g）中可以看出，煤柱仍然存在应力集中现象，但是应力集中程度中心已经开始转移到空巷前方实煤体当中。在图 4-2（h）、（i）中可以看出，煤柱中垂直应力集中现象已经消失，应力集中效应完全转移到空巷前方实煤体当中。因此，在图 4-2 中，可以得知，煤柱宽度大于 20m 时，可以视为超前支承压力无影响状态；当煤柱宽度为 15m—10m 时，可以视为超前支承压力一般影响状态；当煤柱宽度小于 10m 大于 5m 时，为超前支承压力较大影响区域；当煤柱宽度小于 5m 时，煤柱垂直应力集中现象消失区域。
图 4-4 空巷围岩变形曲线re 4-4 Surrounding rock deformation curve of abandoned ro，可以看出当煤柱宽度从 50m 减小到 15m 时，趋于平稳，呈现线性缓慢增加关系；当煤柱宽巷围岩变形开始剧烈增加，斜率近似于 1；当煤变形量急剧增加，因此可以视为 10m 为煤柱宽液凝固达到所需强度以后，此时煤柱宽度应该填方案数值模拟分析（Numerical Soadway Filling Scheme）强度的确定可以根据第三章理论分析所计算的进行最终确定。在模拟的时，分别对充填体5MPa、6MPa 来进行分析。主要是对充填体不及变形规律来加以分析。根据所计算的结果， 5 章进行水灰比的确定。
【参考文献】：
期刊论文
[1]工作面过空巷围岩失稳机理研究[J]. 尹超宇,冯光明,高鹏,赵雨. 采矿与安全工程学报. 2018(03)
[2]高瓦斯综采工作面过空巷和高抽巷措施[J]. 焦当云,肖杰. 山东煤炭科技. 2018(03)
[3]工作面过空巷基本顶超前破断机制及控制技术[J]. 刘畅,张俊文,杨增强,弓培林,王开,张小强,李玉琳. 岩土力学. 2018(04)
[4]再论煤炭的科学开采[J]. 钱鸣高,许家林,王家臣. 煤炭学报. 2018(01)
[5]工作面过空巷基本顶超前破断压架机理及控制技术研究[J]. 刘畅,杨增强,弓培林,王开,张俊文,李玉琳,张小强. 煤炭学报. 2017(08)
[6]深部煤巷顶板冲击裂变失稳机制及其动力表现型式[J]. 高明仕,刘亚明,赵一超,高晓君,温颖远. 煤炭学报. 2017(07)
[7]综放工作面过空巷技术研究及应用[J]. 何向宁,陈勇,秦征远. 煤炭科学技术. 2017(06)
[8]深部工作面过空巷高水材料充填技术研究及应用[J]. 曹其嘉,陈勇,宋坤. 煤炭技术. 2017(06)
[9]大倾角煤层开采“关键域”岩体结构稳定性分析[J]. 王红伟,伍永平,解盘石,李延军. 采矿与安全工程学报. 2017(02)
[10]深部巷道围岩控制的关键技术研究[J]. 侯朝炯. 中国矿业大学学报. 2017(05)
硕士论文
[1]欣源矿综采工作面过走向空巷充填技术研究[D]. 秦征远.中国矿业大学 2017
本文编号：3498149
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3498149.html
