极近煤层高应力软围岩回采巷道布置及支护研究
发布时间：2022-01-03 15:07
以内蒙古乌海能源公司平沟煤矿为工程背景,为了对极近煤层高应力软围岩巷道巷道的布置和围岩支护对上述技术问题进行深入的了解和深入研究,选用了巷道技术理论分析、数值计算模拟、相似材料的模拟和现场影像观测等先进的研究手段和方法对上述技术问题进行展开多方面的研究和探讨。通过现场的调查了解巷道服务的情况,对巷道围岩采取样品,对试样进行煤岩力学参数实验,最终确定巷道围岩为泥化软岩;通过理论对巷道遗留区煤柱的稳定性进行了分析,同时采用公式计算得出遗留区段煤柱稳定临界宽度具体数值;根据平沟煤矿各岩石地质条件和岩层参数,建立了平沟煤矿极近煤层高应力软围岩回采巷道的数值计算模型,利用FLAC3D数值模拟软件,分别在单、双侧采空两种情况下,模拟不同煤柱宽度下底板内应力,根据所获得的模拟实验结果绘制应力分布图像,结合图像探讨煤柱底板的应力分布规律;对将巷道布置在采空区还是煤柱下分别进行讨论,总结两种方案的的优缺点,推导如何选择煤层回采巷道合理位置的方法,最终根据上述所有模拟实验及分析,确定回采巷道的具体布置方案是外措施布置,并确定了最佳布置错距为8.7m。增加相似材料模拟实验,实验主要模拟...
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钻孔柱状图
内蒙古科技大学硕士学位论文-10-2.1.2构造特征煤层结构简单，含易变形移动的夹石，硬度系数f约为2~4，煤层倾角为8°~10°。掘进区域没有大断层、岩浆岩侵入和大褶曲，掘进地区煤层底板出现小波浪起伏，对巷道的掘进基本没有影响。掘进区段的地下水储存良好，没有向掘进工作面渗漏，对掘进施工没有产生影响。2.2煤岩力学试验2.2.1试验设备试验选用自动取芯机以及YZW50型微机控制电动应力式直剪仪，如图2.2所示。图2.2自动取芯机及YZW50型微机控制电动应力式直剪仪2.2.2试验过程本次力学试验从现场采取样品，加工成试件的具体尺寸为：直径500mm，高30~80mm不等。（1）试样抗压强度测定顶、底板均从内部产生裂隙，顶板试样逐渐发展为拉伸破坏；底板试样呈面状破坏，最终导致试样贯穿；煤内部产生裂隙，呈斜状压破坏，破坏断面不整合。（2）试样的抗拉强度测定在施加拉力过程中，顶板试样断裂，断裂面不齐；底板试样发生抗拉破坏，断裂面较整齐；煤的试样两种破坏形式都有出现。（3）试样的抗剪强度测定顶板试样内部出现规则裂隙，裂隙最终发展成为单面剪切破坏；底板试样从内部
内蒙古科技大学硕士学位论文-13-图2.4（a）顶板网兜现象图2.4（b）梯子梁及钢筋网扭曲图2.4（c）片帮现象图2.4（d）锚索失效现象矿山来压强度过高时，钢筋梯的焊缝存在断裂的可能，这些焊接而成的钢筋梯只是用来辅助支护，没有太高的强度，而且太过柔韧，与围岩接触的面积也小，并不能有效的支护巷道。巷道围岩变形产生的需要释放压力，使喷砼开裂，锚杆索与托盘损坏，金属网与托盘的连接点破坏，锚索破断失效，见图2.4（d）。巷道围岩的大面积破碎，顶板破碎下沉，这种情况表明锚索没有锚固在深部的稳定岩体中，没有与围岩同步移动，顶板受到高侧压应力时会出现局部冒顶，压力大部分由支护物承担，产生破坏变形如图2.4（e）、图2.4（f）、图2.4（g）、图2.4（h）所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高应力软岩巷道变形破坏与控制机理数值模拟研究[J]. 杨景贺. 煤炭科学技术. 2019(08)
[2]高应力软岩巷道变形破坏特征及机理分析[J]. 刘昱. 能源与环保. 2019(05)
[3]西曲矿软岩巷道顶板冒落机理及控制研究[J]. 李建军. 煤矿现代化. 2019(03)
[4]近浅埋煤层覆岩关键层对综采工作面压力的影响分析[J]. 刘英杰,冯忠居,李鹏,王晓谋. 中国安全生产科学技术. 2018(10)
[5]软岩巷道锚杆支护技术分析[J]. 赵玉龙,冯钦. 河北企业. 2018(10)
[6]基于围岩松动圈测试的巷道锚杆支护参数优化及应用[J]. 姜永恒,汪志国,唐学义,李成洪,杨勇. 现代矿业. 2018(08)
[7]软岩巷道设计施工方法探究[J]. 李鹏. 冶金与材料. 2018(04)
[8]北辛窑矿综放采场上覆岩层结构及移动规律研究[J]. 王伟. 能源技术与管理. 2018(03)
[9]煤矿开采中的巷道布置及采煤技术分析[J]. 李丰领. 山西能源学院学报. 2018(01)
[10]加强煤炭开采理论研究 实现科学开采[J]. 钱鸣高. 采矿与安全工程学报. 2017(04)
博士论文
[1]近距离巨厚坚硬岩层下厚煤层开采顶板的破断失稳机理及控制研究[D]. 赵通.中国矿业大学 2018
[2]浅埋煤层采场覆岩破坏及地表移动规律研究[D]. 李金华.西安科技大学 2017
[3]巷道快速掘进空顶区顶板破坏机理及稳定性控制[D]. 马睿.中国矿业大学 2016
[4]浅埋近距离煤层综采面覆岩结构及其稳定性研究[D]. 冯军发.河南理工大学 2016
[5]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
[6]软岩巷道让压壳—网壳耦合支护机理与技术研究[D]. 李冲.中国矿业大学 2012
[7]极近距离煤层开采围岩控制理论及技术研究[D]. 张百胜.太原理工大学 2008
硕士论文
[1]1m近距离煤层采空区下回采巷道应力场分布及支护技术研究[D]. 尚奇.太原理工大学 2018
[2]综放工作面上覆岩层运动规律及支架选型研究[D]. 郑贺斌.太原理工大学 2016
[3]极近距离煤层开采巷道优化布置及支护技术研究[D]. 徐华君.中国矿业大学 2016
[4]浅埋煤层松软顶板综放采场覆岩运动规律研究[D]. 吴俊杰.安徽理工大学 2015
[5]极近距离煤层采空区下回采巷道稳定性分析及控制技术研究[D]. 郭伟.太原理工大学 2015
[6]极近距离煤层采空区下回采巷道布置与围岩控制技术研究[D]. 安宏图.太原理工大学 2015
[7]浅埋煤层大采高工作面顶板结构及其稳定性研究[D]. 唐朋飞.西安科技大学 2015
[8]高应力软岩回采巷道锚网索耦合支护技术研究[D]. 王俊超.西安科技大学 2013
[9]极近距离煤层回采巷道布置方式及围岩控制技术研究[D]. 段晓博.太原理工大学 2013
[10]千秋矿放顶煤采场上覆岩层移动及矿压显现规律研究[D]. 任永康.河南理工大学 2011
本文编号：3566486
【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钻孔柱状图
内蒙古科技大学硕士学位论文-10-2.1.2构造特征煤层结构简单，含易变形移动的夹石，硬度系数f约为2~4，煤层倾角为8°~10°。掘进区域没有大断层、岩浆岩侵入和大褶曲，掘进地区煤层底板出现小波浪起伏，对巷道的掘进基本没有影响。掘进区段的地下水储存良好，没有向掘进工作面渗漏，对掘进施工没有产生影响。2.2煤岩力学试验2.2.1试验设备试验选用自动取芯机以及YZW50型微机控制电动应力式直剪仪，如图2.2所示。图2.2自动取芯机及YZW50型微机控制电动应力式直剪仪2.2.2试验过程本次力学试验从现场采取样品，加工成试件的具体尺寸为：直径500mm，高30~80mm不等。（1）试样抗压强度测定顶、底板均从内部产生裂隙，顶板试样逐渐发展为拉伸破坏；底板试样呈面状破坏，最终导致试样贯穿；煤内部产生裂隙，呈斜状压破坏，破坏断面不整合。（2）试样的抗拉强度测定在施加拉力过程中，顶板试样断裂，断裂面不齐；底板试样发生抗拉破坏，断裂面较整齐；煤的试样两种破坏形式都有出现。（3）试样的抗剪强度测定顶板试样内部出现规则裂隙，裂隙最终发展成为单面剪切破坏；底板试样从内部
内蒙古科技大学硕士学位论文-13-图2.4（a）顶板网兜现象图2.4（b）梯子梁及钢筋网扭曲图2.4（c）片帮现象图2.4（d）锚索失效现象矿山来压强度过高时，钢筋梯的焊缝存在断裂的可能，这些焊接而成的钢筋梯只是用来辅助支护，没有太高的强度，而且太过柔韧，与围岩接触的面积也小，并不能有效的支护巷道。巷道围岩变形产生的需要释放压力，使喷砼开裂，锚杆索与托盘损坏，金属网与托盘的连接点破坏，锚索破断失效，见图2.4（d）。巷道围岩的大面积破碎，顶板破碎下沉，这种情况表明锚索没有锚固在深部的稳定岩体中，没有与围岩同步移动，顶板受到高侧压应力时会出现局部冒顶，压力大部分由支护物承担，产生破坏变形如图2.4（e）、图2.4（f）、图2.4（g）、图2.4（h）所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高应力软岩巷道变形破坏与控制机理数值模拟研究[J]. 杨景贺. 煤炭科学技术. 2019(08)
[2]高应力软岩巷道变形破坏特征及机理分析[J]. 刘昱. 能源与环保. 2019(05)
[3]西曲矿软岩巷道顶板冒落机理及控制研究[J]. 李建军. 煤矿现代化. 2019(03)
[4]近浅埋煤层覆岩关键层对综采工作面压力的影响分析[J]. 刘英杰,冯忠居,李鹏,王晓谋. 中国安全生产科学技术. 2018(10)
[5]软岩巷道锚杆支护技术分析[J]. 赵玉龙,冯钦. 河北企业. 2018(10)
[6]基于围岩松动圈测试的巷道锚杆支护参数优化及应用[J]. 姜永恒,汪志国,唐学义,李成洪,杨勇. 现代矿业. 2018(08)
[7]软岩巷道设计施工方法探究[J]. 李鹏. 冶金与材料. 2018(04)
[8]北辛窑矿综放采场上覆岩层结构及移动规律研究[J]. 王伟. 能源技术与管理. 2018(03)
[9]煤矿开采中的巷道布置及采煤技术分析[J]. 李丰领. 山西能源学院学报. 2018(01)
[10]加强煤炭开采理论研究 实现科学开采[J]. 钱鸣高. 采矿与安全工程学报. 2017(04)
博士论文
[1]近距离巨厚坚硬岩层下厚煤层开采顶板的破断失稳机理及控制研究[D]. 赵通.中国矿业大学 2018
[2]浅埋煤层采场覆岩破坏及地表移动规律研究[D]. 李金华.西安科技大学 2017
[3]巷道快速掘进空顶区顶板破坏机理及稳定性控制[D]. 马睿.中国矿业大学 2016
[4]浅埋近距离煤层综采面覆岩结构及其稳定性研究[D]. 冯军发.河南理工大学 2016
[5]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
[6]软岩巷道让压壳—网壳耦合支护机理与技术研究[D]. 李冲.中国矿业大学 2012
[7]极近距离煤层开采围岩控制理论及技术研究[D]. 张百胜.太原理工大学 2008
硕士论文
[1]1m近距离煤层采空区下回采巷道应力场分布及支护技术研究[D]. 尚奇.太原理工大学 2018
[2]综放工作面上覆岩层运动规律及支架选型研究[D]. 郑贺斌.太原理工大学 2016
[3]极近距离煤层开采巷道优化布置及支护技术研究[D]. 徐华君.中国矿业大学 2016
[4]浅埋煤层松软顶板综放采场覆岩运动规律研究[D]. 吴俊杰.安徽理工大学 2015
[5]极近距离煤层采空区下回采巷道稳定性分析及控制技术研究[D]. 郭伟.太原理工大学 2015
[6]极近距离煤层采空区下回采巷道布置与围岩控制技术研究[D]. 安宏图.太原理工大学 2015
[7]浅埋煤层大采高工作面顶板结构及其稳定性研究[D]. 唐朋飞.西安科技大学 2015
[8]高应力软岩回采巷道锚网索耦合支护技术研究[D]. 王俊超.西安科技大学 2013
[9]极近距离煤层回采巷道布置方式及围岩控制技术研究[D]. 段晓博.太原理工大学 2013
[10]千秋矿放顶煤采场上覆岩层移动及矿压显现规律研究[D]. 任永康.河南理工大学 2011
本文编号：3566486
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