厚煤层分层开采巷道布置与支护研究

发布时间：2017-10-04 09:40

  本文关键词：厚煤层分层开采巷道布置与支护研究

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【摘要】：厚煤层分层开采巷道布置与支护是目前对深部厚煤层进行开采时所亟需解决的重大难题之一。在上层位开采完成且巷道垮落重新稳定后进行下层位煤层的开采,此时下层位巷道布置的位置和布置方式将会对整个生产过程产生重大影响。本文基于上层位煤炭开采完成且重新垮落稳定后的围岩地质条件,综合运用力学知识理论分析、数值模拟和理论计算等方法,系统研究分析了上层位开采完成后巷道围岩应力分布规律和变形破坏特征；研究分析了下层位巷道在不同布置方式下的应力分布规律和变形破坏特征,并揭示了其变形破坏机理,并在此基础之上设计了不同巷道布置形式下的巷道围岩变形控制技术。主要取得了如下一些成果：(1)研究分析了上层位护巷煤柱中应力分布规律和变形破坏特征,提出了护巷煤柱稳定的基本条件,在此基础上推导出上下层位护巷煤柱的合理留设尺寸的表达公式,并计算出上层位留设护巷煤柱的合理尺寸为20.01m,下层位为10.12m。(2)运用弹塑性力学知识建立了半空间体边界上受到均布力作用时的力学理论模型,研究分析了上层位煤层开采后地板岩体支承压力分布特征,揭示底板破坏机理,推导出底板破坏最大深度表达式。(3)理论推导了下层位煤层巷道布置合理位置的表达式,并应用FLAC3D分析软件模拟下层位巷道内错式、外错式和垂直式布置时巷道围岩的应力分布规律、变形和破坏特征,得出内错式巷道布置的合理内错距为8m,外错式巷道布置的合理外错距离为3.5m。垂直巷道布置时应留设上层位护航煤柱宽度在35m—38m范围内。(4)针对厚煤层分层开采下层位巷道布置方式、巷道围岩应力和变形的特征设计了相应的围岩控制支护方案,通过模拟分析得出支护方案效果显著,达到设计要求。
【关键词】：护巷煤柱 底板破坏特征 巷道布置 巷道支护
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD353
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-18
• 变量注释表18-20
• 1 绪论20-27
• 1.1 研究背景及意义20-21
• 1.2 国内外研究现状21-25
• 1.3 研究内容25
• 1.4 研究技术路线25-27
• 2 采场留设护巷煤柱稳定性分析27-46
• 2.1 煤柱应力分布规律27-34
• 2.2 护巷煤柱留设宽度34-40
• 2.3 煤柱留设宽度影响因素分析40-44
• 2.4 本章小结44-46
• 3 底板岩体采动力学特性分析46-65
• 3.1 沿工作面推进方向底板岩体支承压力分布规律46-50
• 3.2 支承压力在底板的传递规律分析50-56
• 3.3 底板受扰动破坏深度分析56-64
• 3.4 本章小结64-65
• 4 下层位巷道布置方案设计65-101
• 4.1 下层位回采巷道合理位置确定方法65-68
• 4.2 巷道布置设计方案68-72
• 4.3 下层位巷道布置方案数值模拟分析72-99
• 4.4 本章小结99-101
• 5 厚煤层分层开采巷道支护方案设计101-113
• 5.1 巷道支护设计原则101-102
• 5.2 支护体系与围岩体系时空关系102-103
• 5.3 锚杆支护对巷道围岩的影响103-108
• 5.4 下层位巷道支护分析108-111
• 5.5 本章小结111-113
• 6 结论113-115
• 参考文献115-120
• 作者简历120-122
• 学位论文数据集122

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