厚煤层沿空巷道切顶卸压和锚固协同围岩稳定性控制研究
发布时间：2021-11-28 03:59
采场上方存在硬厚顶板时在超前支承应力影响下会使沿空巷道围岩处于高应力环境下,并且在厚煤层开采中顶板回转下沉空间较大,对沿空巷道的扰动周期和扰动强度较大,在高应力和强扰动下沿空巷道变形破坏严重,巷道支护难以维稳。为此本文以华晋吉宁煤矿厚煤层沿空巷道为工程背景,针对其大采高、双侧采空区、高应力、破坏程度高、难维护的特点,研究了厚煤层沿空巷道围岩结构应力演化规律,揭示了巷道变形失稳机理,从煤层采动围岩结构协调的角度,提出了切顶卸压与锚固协同围岩稳定性控制技术。针对顶板围岩大结构采用切顶卸压技术缓解巷道应力集中程度;针对巷道围岩小结构选择合理锚固支护方式、参数,增加支护强度,从而调动巷道围岩自身承载能力。取得了如下主要结论:（1）建立了吉宁煤矿2#煤层围岩结构力学模型,分析了采空区侧顶板运动特征及基本顶关键块对巷道围岩的荷载作用,运用理论公式和力学模型对顶板预裂卸压机理进行了分析,发现侧向采场上方悬臂长度越长,下沉回转角度越大,对巷道围岩的荷载就越大,所以切断悬臂梁减小其长度是卸压关键所在。（2）采用离散元数值仿真的方法对厚煤层开采全过程进行仿真分析,获得了工作面采动应力与采场围岩结构演化协调...
【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】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采掘面爆破卸压机理Figure1-1Pressurereliefmechanismbyblastinginminingface
1绪论15图1-2多层煤开采残留煤柱下方深孔卸压爆破模型Figure1-2Multi-layercoalminingresidualpillarunderthedeepholepressurereliefblastingmodel我国利用爆破卸压技术在解决高应力环境下巷道变形破坏严重和冲击地压事故上均有广泛应用[33-41]。段克信[6]运用多种研究方法对巷道两帮爆破预裂卸压维护软岩巷道的原理、卸压效果和卸压参数进行了研究，研究发现破碎卸压带的软化系数与炮眼间距及排距呈双曲线关系，并通过数值模拟和物理模拟实验得到较佳的炮眼间距为0.8~1.2m，排距为0.4~0.7m，卸压巷道与未卸压巷道相比，底板鼓起量平均减少40%，两帮移近量平均减少46%。杨永良[25]等针对神火集团葛店矿31022机巷高应力集中、变形破坏程度高的问题，进行了爆破卸压实践，在理论分析和数值模拟的基础上，确定了炮眼直径、深度、间距等爆破参数，并对卸压后的巷道两帮以及顶底板的变形量进行了监测，证实了卸压爆破起到了很好的卸压效果，且卸压爆破参数是合理的，下图为爆破卸压治理高水平应力造成的顶板剪切破坏原理图。图1-3爆破卸压治理高水平应力造成的顶板剪切破坏Figure1-3Theroofshearfailurecausedbyhighlevelstresscanbecontrolledbyblastingpressurerelief
1绪论15图1-2多层煤开采残留煤柱下方深孔卸压爆破模型Figure1-2Multi-layercoalminingresidualpillarunderthedeepholepressurereliefblastingmodel我国利用爆破卸压技术在解决高应力环境下巷道变形破坏严重和冲击地压事故上均有广泛应用[33-41]。段克信[6]运用多种研究方法对巷道两帮爆破预裂卸压维护软岩巷道的原理、卸压效果和卸压参数进行了研究，研究发现破碎卸压带的软化系数与炮眼间距及排距呈双曲线关系，并通过数值模拟和物理模拟实验得到较佳的炮眼间距为0.8~1.2m，排距为0.4~0.7m，卸压巷道与未卸压巷道相比，底板鼓起量平均减少40%，两帮移近量平均减少46%。杨永良[25]等针对神火集团葛店矿31022机巷高应力集中、变形破坏程度高的问题，进行了爆破卸压实践，在理论分析和数值模拟的基础上，确定了炮眼直径、深度、间距等爆破参数，并对卸压后的巷道两帮以及顶底板的变形量进行了监测，证实了卸压爆破起到了很好的卸压效果，且卸压爆破参数是合理的，下图为爆破卸压治理高水平应力造成的顶板剪切破坏原理图。图1-3爆破卸压治理高水平应力造成的顶板剪切破坏Figure1-3Theroofshearfailurecausedbyhighlevelstresscanbecontrolledbyblastingpressurerelief
【参考文献】：
期刊论文
[1]掘采叠加扰动下综放沿空巷道围岩高预应力强力支护技术研究[J]. 仲建平,冯友良,何杰. 煤炭工程. 2019(12)
[2]沿空巷道顶板结构演化过程及围岩控制技术研究[J]. 张博,田素川. 煤炭科学技术. 2019(12)
[3]迎回采工作面沿空掘巷围岩稳定控制技术研究[J]. 王鹏飞. 山东煤炭科技. 2019(11)
[4]高应力复杂围岩沿空巷道支护技术研究[J]. 姚刚,李杰. 西部探矿工程. 2019(11)
[5]断层影响下无煤柱自成巷围岩运动及矿压规律[J]. 杨军,付强,高玉兵,高海南,乔博文. 中国矿业大学学报. 2019(06)
[6]爆破卸压在高河矿高应力巷道的研究应用[J]. 郭校飞,刘宇,陈大广. 煤炭技术. 2019(11)
[7]临空巷道顶板卸压技术研究与应用[J]. 吴晓伟. 山西冶金. 2019(05)
[8]坚硬厚层顶板切顶卸压自成巷恒阻锚索支护应用[J]. 王炯,刘雨兴,马新根,蒋骞骞,张正俊,高韧,LIU Shuai. 煤炭工程. 2019(10)
[9]切顶卸压沿空留巷开采工作面W型通风技术研究[J]. 袁建红. 中国煤炭. 2019(10)
[10]灰岩顶板切顶卸压技术研究及应用[J]. 梁兆飞,王华伟,门会理. 科学技术创新. 2019(29)
博士论文
[1]回采工作面双巷布置留巷定向水力压裂卸压机理研究及应用[D]. 吴拥政.煤炭科学研究总院 2018
[2]柠条塔煤矿厚煤层110工法关键问题研究[D]. 高玉兵.中国矿业大学(北京) 2018
[3]厚层放顶煤小煤柱沿空巷道采动影响段围岩变形机理与强化控制技术研究[D]. 张蓓.中国矿业大学 2015
[4]五阳煤矿综放开采沿空留巷围岩控制技术研究[D]. 李军文.辽宁工程技术大学 2015
[5]断层型冲击矿压的动静载叠加诱发原理及其监测预警研究[D]. 蔡武.中国矿业大学 2015
[6]二次沿空留巷围岩稳定性控制机理研究[D]. 李迎富.安徽理工大学 2012
[7]深部巷道围岩破裂演化过程及其控制机理研究与应用[D]. 陈坤福.中国矿业大学 2009
[8]深井综放沿空巷道围岩变形演化规律及控制[D]. 曲天智.中国矿业大学 2008
[9]综放沿空留巷技术及其在潞安矿区的应用[D]. 李晋平.煤炭科学研究总院 2005
硕士论文
[1]保兴煤矿沿空掘巷窄煤柱稳定性及围岩控制研究[D]. 孙晓栋.贵州大学 2019
[2]羊场湾煤矿小煤柱沿空掘巷稳定性分析及控制技术研究[D]. 杨肥.西安科技大学 2019
[3]禾草沟煤矿破断工作面顺槽顶板卸压技术应用研究[D]. 雷谨魁.西安科技大学 2019
[4]无煤柱自成巷围岩变形机理与控制方法试验研究[D]. 秦乾.山东大学 2019
[5]浅埋煤层复合顶板无煤柱回采巷道支护技术研究[D]. 邬雨泽.中国矿业大学 2019
[6]岩层爆破切顶采动应力阻断机理及演化规律研究[D]. 徐晓鼎.中国矿业大学 2019
[7]鹿台山矿沿空留巷切顶卸压围岩控制技术研究[D]. 谭海东.中国矿业大学 2019
[8]三软煤层超前钻孔弱化引导切顶留巷技术研究[D]. 周府伟.西安科技大学 2019
[9]回采巷道旁静力切顶卸压参数优化研究[D]. 黄小朋.太原理工大学 2018
[10]基于应力场干预的巷旁顶板定向垮落技术研究[D]. 张鹏鹏.太原理工大学 2018
本文编号：3523660
【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】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
采掘面爆破卸压机理Figure1-1Pressurereliefmechanismbyblastinginminingface
1绪论15图1-2多层煤开采残留煤柱下方深孔卸压爆破模型Figure1-2Multi-layercoalminingresidualpillarunderthedeepholepressurereliefblastingmodel我国利用爆破卸压技术在解决高应力环境下巷道变形破坏严重和冲击地压事故上均有广泛应用[33-41]。段克信[6]运用多种研究方法对巷道两帮爆破预裂卸压维护软岩巷道的原理、卸压效果和卸压参数进行了研究，研究发现破碎卸压带的软化系数与炮眼间距及排距呈双曲线关系，并通过数值模拟和物理模拟实验得到较佳的炮眼间距为0.8~1.2m，排距为0.4~0.7m，卸压巷道与未卸压巷道相比，底板鼓起量平均减少40%，两帮移近量平均减少46%。杨永良[25]等针对神火集团葛店矿31022机巷高应力集中、变形破坏程度高的问题，进行了爆破卸压实践，在理论分析和数值模拟的基础上，确定了炮眼直径、深度、间距等爆破参数，并对卸压后的巷道两帮以及顶底板的变形量进行了监测，证实了卸压爆破起到了很好的卸压效果，且卸压爆破参数是合理的，下图为爆破卸压治理高水平应力造成的顶板剪切破坏原理图。图1-3爆破卸压治理高水平应力造成的顶板剪切破坏Figure1-3Theroofshearfailurecausedbyhighlevelstresscanbecontrolledbyblastingpressurerelief
1绪论15图1-2多层煤开采残留煤柱下方深孔卸压爆破模型Figure1-2Multi-layercoalminingresidualpillarunderthedeepholepressurereliefblastingmodel我国利用爆破卸压技术在解决高应力环境下巷道变形破坏严重和冲击地压事故上均有广泛应用[33-41]。段克信[6]运用多种研究方法对巷道两帮爆破预裂卸压维护软岩巷道的原理、卸压效果和卸压参数进行了研究，研究发现破碎卸压带的软化系数与炮眼间距及排距呈双曲线关系，并通过数值模拟和物理模拟实验得到较佳的炮眼间距为0.8~1.2m，排距为0.4~0.7m，卸压巷道与未卸压巷道相比，底板鼓起量平均减少40%，两帮移近量平均减少46%。杨永良[25]等针对神火集团葛店矿31022机巷高应力集中、变形破坏程度高的问题，进行了爆破卸压实践，在理论分析和数值模拟的基础上，确定了炮眼直径、深度、间距等爆破参数，并对卸压后的巷道两帮以及顶底板的变形量进行了监测，证实了卸压爆破起到了很好的卸压效果，且卸压爆破参数是合理的，下图为爆破卸压治理高水平应力造成的顶板剪切破坏原理图。图1-3爆破卸压治理高水平应力造成的顶板剪切破坏Figure1-3Theroofshearfailurecausedbyhighlevelstresscanbecontrolledbyblastingpressurerelief
【参考文献】：
期刊论文
[1]掘采叠加扰动下综放沿空巷道围岩高预应力强力支护技术研究[J]. 仲建平,冯友良,何杰. 煤炭工程. 2019(12)
[2]沿空巷道顶板结构演化过程及围岩控制技术研究[J]. 张博,田素川. 煤炭科学技术. 2019(12)
[3]迎回采工作面沿空掘巷围岩稳定控制技术研究[J]. 王鹏飞. 山东煤炭科技. 2019(11)
[4]高应力复杂围岩沿空巷道支护技术研究[J]. 姚刚,李杰. 西部探矿工程. 2019(11)
[5]断层影响下无煤柱自成巷围岩运动及矿压规律[J]. 杨军,付强,高玉兵,高海南,乔博文. 中国矿业大学学报. 2019(06)
[6]爆破卸压在高河矿高应力巷道的研究应用[J]. 郭校飞,刘宇,陈大广. 煤炭技术. 2019(11)
[7]临空巷道顶板卸压技术研究与应用[J]. 吴晓伟. 山西冶金. 2019(05)
[8]坚硬厚层顶板切顶卸压自成巷恒阻锚索支护应用[J]. 王炯,刘雨兴,马新根,蒋骞骞,张正俊,高韧,LIU Shuai. 煤炭工程. 2019(10)
[9]切顶卸压沿空留巷开采工作面W型通风技术研究[J]. 袁建红. 中国煤炭. 2019(10)
[10]灰岩顶板切顶卸压技术研究及应用[J]. 梁兆飞,王华伟,门会理. 科学技术创新. 2019(29)
博士论文
[1]回采工作面双巷布置留巷定向水力压裂卸压机理研究及应用[D]. 吴拥政.煤炭科学研究总院 2018
[2]柠条塔煤矿厚煤层110工法关键问题研究[D]. 高玉兵.中国矿业大学(北京) 2018
[3]厚层放顶煤小煤柱沿空巷道采动影响段围岩变形机理与强化控制技术研究[D]. 张蓓.中国矿业大学 2015
[4]五阳煤矿综放开采沿空留巷围岩控制技术研究[D]. 李军文.辽宁工程技术大学 2015
[5]断层型冲击矿压的动静载叠加诱发原理及其监测预警研究[D]. 蔡武.中国矿业大学 2015
[6]二次沿空留巷围岩稳定性控制机理研究[D]. 李迎富.安徽理工大学 2012
[7]深部巷道围岩破裂演化过程及其控制机理研究与应用[D]. 陈坤福.中国矿业大学 2009
[8]深井综放沿空巷道围岩变形演化规律及控制[D]. 曲天智.中国矿业大学 2008
[9]综放沿空留巷技术及其在潞安矿区的应用[D]. 李晋平.煤炭科学研究总院 2005
硕士论文
[1]保兴煤矿沿空掘巷窄煤柱稳定性及围岩控制研究[D]. 孙晓栋.贵州大学 2019
[2]羊场湾煤矿小煤柱沿空掘巷稳定性分析及控制技术研究[D]. 杨肥.西安科技大学 2019
[3]禾草沟煤矿破断工作面顺槽顶板卸压技术应用研究[D]. 雷谨魁.西安科技大学 2019
[4]无煤柱自成巷围岩变形机理与控制方法试验研究[D]. 秦乾.山东大学 2019
[5]浅埋煤层复合顶板无煤柱回采巷道支护技术研究[D]. 邬雨泽.中国矿业大学 2019
[6]岩层爆破切顶采动应力阻断机理及演化规律研究[D]. 徐晓鼎.中国矿业大学 2019
[7]鹿台山矿沿空留巷切顶卸压围岩控制技术研究[D]. 谭海东.中国矿业大学 2019
[8]三软煤层超前钻孔弱化引导切顶留巷技术研究[D]. 周府伟.西安科技大学 2019
[9]回采巷道旁静力切顶卸压参数优化研究[D]. 黄小朋.太原理工大学 2018
[10]基于应力场干预的巷旁顶板定向垮落技术研究[D]. 张鹏鹏.太原理工大学 2018
本文编号：3523660
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