余吾煤业综放开采沿空留巷围岩控制理论与技术研究

发布时间：2017-07-14 04:23

  本文关键词：余吾煤业综放开采沿空留巷围岩控制理论与技术研究

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【摘要】：为了解决我国经济快速发展所面临的能源问题,综放开采技术的推广应用成为我国煤矿开采发展的方向,也是实现煤矿高产高效的重要途径。同时,综放开采煤炭回采率低和瓦斯问题严重制约着我国煤矿高产高效的发展。无煤柱沿空留巷技术,既是解决矿井可持续快速发展的方法之一,又是我国煤矿绿色开采的方向。本文以余吾煤业S1206综放工作面为工程背景,在总结我国沿空留巷开采技术的基础上,运用力学理论分析、数值模拟以及现场工业试验等方法对综放开采沿空留巷覆岩结构稳定性、围岩变形与应力场变化、围岩稳定性控制等关键技术进行研究。论文各部分研究内容具体如下:(1)通过建立巷旁充填体与顶板相互作用力学模型,运用力学理论分析综放开采沿空留巷合理的巷旁支护阻力和宽度,得到S1206综放工作面充填体支护阻力为7320KN/m,巷旁充填体宽度为1.34m。(2)通过建立煤帮界面应力计算模型,对综放开采沿空留巷煤帮稳定性分析,得出无支护条件下,煤帮极限平衡区宽度为3.1m,现有支护条件下,煤帮极限平衡区宽度为3.39m。(3)运用数值模拟方法对S1206综放工作面回风顺槽在掘进、回采、留巷等阶段巷道的围岩应力分布规律进行分析。根据数值计算结果,确定了合理的巷旁充填体水灰比为1:1.5、宽度为1.5m。(4)基于S1206综放工作面回风顺槽围岩结构特征,结合沿空留巷围岩控制理论对综放开采沿空留巷支护设计,并给出了具体支护参数。现场工业试验表明,该支护方案能够地有效地控制巷道围岩的稳定,取得良好的经济效果。
【关键词】：沿空留巷 力学模型 围岩控制 充填工艺
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD353
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 综放开采沿空留巷国内外研究现状10-14
• 1.2.1 综放开采沿空留巷顶煤活动规律研究现状10-11
• 1.2.2 综放开采沿空留巷围岩变形规律和破坏机理研究现状11-13
• 1.2.3 综放开采沿空留巷围岩稳定控制机理及技术研究现状13-14
• 1.3 研究内容14-15
• 1.4 研究方法与研究技术路线15-17
• 第二章 综放开采沿空留巷覆岩结构稳定性分析17-29
• 2.1 综放开采沿空留巷顶板变形规律分析17-20
• 2.2 综放开采沿空留巷实体煤帮稳定性分析20-24
• 2.2.1 力学模型建立20-21
• 2.2.2 极限平衡区宽度影响因素分析21-24
• 2.3 综放开采沿空留巷充填体变形规律分析24-26
• 2.4 本章小结26-29
• 第三章 综放开采沿空留巷围岩变形与应力场变化数值模拟分析29-43
• 3.1 三维数值模型的建立29-31
• 3.1.1 工作面概况29-30
• 3.1.2 数值模拟模型的建立30-31
• 3.2 数值模拟分析31-41
• 3.2.1 巷道开挖后的数值模拟分析31-33
• 3.2.2 采动影响下数值模拟33-35
• 3.2.3 沿空留巷期间数值模拟分析35-37
• 3.2.4 充填体宽度对围岩变形的影响分析37-41
• 3.3 本章小结41-43
• 第四章 综放开采沿空留巷围岩稳定控制研究43-51
• 4.1 综放开采沿空留巷巷内支护原理43-44
• 4.2 综放开采沿空留巷巷内支护技术研究与实践44-50
• 4.2.1 巷内锚杆支护参数确定44-48
• 4.2.2 巷道顶板支护设计48
• 4.2.3 巷道煤帮支护技术48-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第五章 工业试验51-65
• 5.1 工程地质概况51-52
• 5.2 巷旁充填工艺52-55
• 5.3 充填体稳定控制55-57
• 5.4 综放开采沿空留巷矿压观测及实施效果分析57-62
• 5.4.1 矿压观测57-59
• 5.4.2 实施效果分析59-61
• 5.4.3 现场应用情况61-62
• 5.5 技术经济与社会效益分析62-64
• 5.5.1 技术经济效益分析62-63
• 5.5.2 社会、生态效益分析63-64
• 5.6 本章小结64-65
• 第六章 主要结论及展望65-67
• 6.1 主要结论65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-73
• 致谢73-74
• 附录A:攻读硕士期间发表的学术论文74
• 附录B:攻读硕士期间参与的科研项目74

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