西部深井大断面层理发育巷道围岩稳定性演化规律及控制技术研究

发布时间：2017-10-06 19:13

  本文关键词：西部深井大断面层理发育巷道围岩稳定性演化规律及控制技术研究

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【摘要】：众所周知,我国西部煤层赋存主要为浅埋深条件,但在榆神煤田相邻的区域煤层埋深在600-800m左右,是西部典型的深井,而且顶板为复合顶板,层理发育,巷道围岩变形大且容易发生冒顶事故,属于围岩较难控制条件,严重影响矿井的安全高效生产。为此,本文结合兖矿内蒙石拉乌素煤矿巷道断面大、埋藏深、围岩层状节理发育、整体强度低的特点,采用理论分析、数值计算以及现场实测相结合的方法,分析研究了西部深井大断面巷道围岩稳定性演化规律及其分步开挖控制技术。论文基于石拉乌素煤矿巷道围岩层状节理发育,分层厚度小,胶结程度差的特点对大断面复合顶板巷道岩层力学特性进行了理论分析,利用弹塑性力学分析了复合顶板变形破坏机理及其影响因素,得到了复合顶板岩层稳定性条件。采用数值计算方法分析了西部深井大断面巷道顶板不同岩性、软弱岩层不同厚度条件下的围岩变形规律。结果表明,顶板岩层岩性对巷道围岩应力及应力集中区域具有较大影响;随顶板软弱岩层厚度的增大,切向应力在巷道顶板方向的跨度和厚度均增大,顶板位移量也随之增大。软弱岩层由于其层间粘结力弱且节理裂隙发育,在切应力的作用下顶板岩层易产生沿接触面的剪切滑移,破坏巷道围岩的稳定性。根据西部深井大断面巷道围岩变形演化规律,提出了西部深井大断面巷道分步开挖控制技术,分析了分步开挖对大断面巷道围岩变形的影响规律,优化了大断面巷道支护参数,确定了巷道支护方案。结合工程实例进行了工业性实验,将设计的锚网索喷耦合支护方案运用于工程实践,并进行了监测分析。结果表明,锚杆、锚索与围岩形成的支护体系能够及时承载,控制巷道围岩变形,取得了良好的支护控制效果。
【关键词】：西部深井 大断面巷道 变形规律 分步开挖控制技术
【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4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-28
• 1.1 研究背景及意义17-18
• 1.2 国内外研究现状18-25
• 1.3 现存的主要问题25-26
• 1.4 主要研究内容与方法26
• 1.5 本章小结26-28
• 2 石拉乌素煤矿大断面巷道围岩赋存特征及其稳定性分析28-40
• 2.1 工程地质特征28-30
• 2.2 复合岩层定义及分类30-31
• 2.3 复合岩层破坏类型31-32
• 2.4 西部深井大断面巷道复合顶板力学特性分析32-39
• 2.5 本章小结39-40
• 3 西部深井大断面巷道围岩变形演化规律40-51
• 3.1 数值软件的选取及模型的建立40-43
• 3.2 西部深井大断面巷道顶板不同岩性条件下围岩变形演化规律43-46
• 3.3 软弱岩层不同厚度条件下巷道围岩变形演化规律46-50
• 3.4 本章小结50-51
• 4 西部深井大断面巷道围岩稳定性分步开挖控制技术51-66
• 4.1 巷道围岩支护机理分析51-55
• 4.2 围岩稳定性分步开挖控制技术55-61
• 4.3 大断面巷道支护参数设计研究61-65
• 4.4 本章小结65-66
• 5 西部深井大断面巷道围岩稳定性现场实测分析66-77
• 5.1 六号交叉点工程概况66-67
• 5.2 观测内容及方案67-69
• 5.3 监测数据整理及分析69-76
• 5.4 巷道支护效果分析76
• 5.5 本章小结76-77
• 6 主要结论77-79
• 参考文献79-84
• 作者简历84-86
• 学位论文数据集86

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