跨上山底板巷道破坏特征及控制技术研究

发布时间：2017-07-20 04:04

  本文关键词：跨上山底板巷道破坏特征及控制技术研究

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【摘要】：我国煤炭资源丰富,主要位于中西部地区,且不同地区煤层赋存条件各不相同,条件十分复杂。由于开采顺序、围岩性质、开采工艺等各种因素的影响,矿井巷道中约有70%-80%巷道受到采动影响,巷道常出现变形、底鼓等现象,特别是岩性较为脆弱的软岩巷道,维护难度和成本都相当的高。因此本论文采用了理论分析、数值模拟、相似模拟与现场实测相结合的方法,研究了影响跨采底板巷道稳定性的因素有哪些,以及这些因素的影响大小,同时理论分析以及模拟针对现场地质条件提出相应的最优支护方案。建立跨采动压巷道的弹塑性力学模型,分析跨采工作中上方工作面开采形成的动压对底板巷道会产生的影响以及巷道之间是否会产生相互影响。通过数值模拟与相似材料模拟实验,分析跨采过程中上方工作面开采对下方底板巷道的影响以及巷道围岩相互之间的影响,分析验证不同层位的巷道是否受到的影响不同以及相同层位不同岩性的巷道是否会产生不同的变形。得出巷道群之间的巷道会产生相互影响；相同层位不同岩性的巷道变形情况不同,岩性较差的巷道围岩塑性区相对较大；相同岩性不同层位的巷道受力变形情况不同,上部岩层的巷道受力变形会相对较大。通过数值模拟和相似模拟结合现场实践得出,针对不同岩性以及层位的巷道段要实施不同的支护方案,要因地制宜,做到整条巷道的变形达到最小。根据淮北矿业股份有限公司海孜煤电跨采动压巷道需要加强支护的问题以及以上研究的内容,提出了以注浆锚杆为核心的分阶段支护方案,通过长时间的现场观测,最后的结果表明该支护方案有效地控制了巷道围岩的剧烈变形,保持了巷道围岩的稳定性,现场的生产和安全得到了保障。
【关键词】：跨上山 底板巷道 采动影响 锚注
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD353
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 巷道围岩破坏机理的研究10-12
• 1.2.2 跨采动压巷道围岩变形控制技术12-14
• 1.3 目前研究存在的问题14
• 1.4 研究内容与方法14-15
• 1.5 研究方法与技术路线15-18
• 2 跨采底板巷道围岩稳定性影响研究18-28
• 2.1 采场底板应力分布规律18-20
• 2.2 静压巷道稳定性分析20-23
• 2.2.1 弹性区围岩应力及位移求解20-21
• 2.2.2 塑性区围岩应力及位移求解21-23
• 2.3 跨采动压巷道稳定性分析23-26
• 2.3.1 弹性区围岩应力及位移求解23-25
• 2.3.2 塑性区围岩应力及位移求解25-26
• 2.4 影响动压巷道稳定性的其他因素26-27
• 2.4.1 围岩强度对动压巷道稳定性影响26-27
• 2.4.2 巷道支护对动压巷道稳定性影响27
• 2.5 本章小结27-28
• 3 跨采动压对底板巷道稳定性影响的数值模拟研究28-58
• 3.1 FLAC~(3D)简介28
• 3.2 数值计算模型的建立28-31
• 3.3 数值模拟计算结果分析31-56
• 3.3.1 相同地质情况下多个巷道对比单个巷道受力情况的区别31-35
• 3.3.2 不同层位相同岩性巷道距工作面不同距离的受力状态35-42
• 3.3.3 相同层位不同岩性巷道距工作面不同距离的受力状态42-56
• 3.4 本章小结56-58
• 4 跨上山开采底板巷道稳定性的相似材料模拟研究58-74
• 4.1 相似模型的建立58-60
• 4.2 相似模型结果分析60-72
• 4.2.1 相似模型矿压显现图分析60-66
• 4.2.2 相似模型测线测点位移量分析66-68
• 4.2.3 相似模型应力测点压力值分析68-72
• 4.3 本章小结72-74
• 5 工程实践74-82
• 5.1 跨采动压巷道围岩控制方法74-75
• 5.2 跨采巷道采前加固方案75-79
• 5.3 支护效果分析79-81
• 5.4 本章小结81-82
• 6 结论82-84
• 参考文献84-88
• 致谢88-90
• 作者简介及读研期间主要科研成果90-91

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本文编号：566135