破碎围岩条件下沿空掘巷围岩结构及变形机理研究

发布时间：2018-05-08 14:49

  本文选题：破碎围岩 + 沿空掘巷　； 参考：《安徽理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：在煤炭深部开采中,受高地应力影响,当围岩自身岩性较差,且构造、节理裂隙极为发育时,会使得巷道围岩破碎,加大围岩控制难度。本文以任楼煤矿7259工作面回风巷道沿空掘巷为工程背景,考虑巷道周围煤岩体的软弱破碎特性,运用理论分析、数值计算、现场实测三种研究方式,针对破碎围岩条件下沿空掘巷的围岩结构及变形机理进行了系统的研究。首先,从围岩稳定性机理为切入点,建立沿空掘巷覆岩结构模型,分析了不同时期采场的覆岩运移规律和围岩的应力演化规律,为沿空巷道的掘进位置进行了初步判断;其次,通过分析沿空巷道上覆岩层的破断规律,对弧形三角块的主要参数进行了详细的讨论,得出用基本顶悬顶长度判别基本顶断裂线位置的方法;然后,利用理论计算研究了沿空掘巷的最佳时间和窄煤柱的合理宽度,结合FLAC3D数值模拟软件进行分析,对模拟结果用Tecplot可视化数据分析软件进行处理,得到不同煤柱宽度、不同时期的围岩应力场及位移场等值线云图和塑性区分布图,确定了合理的窄煤柱宽度为5m;最后,通过现场观测,得到了沿空巷道掘进阶段的围岩表面位移及顶板、窄煤柱深基点位移。对数据结果进行分析处理,表明窄煤柱宽度选取得当,巷道整体变形符合安全生产要求,围岩稳定性得到了保证。
[Abstract]:Under the influence of high ground stress in deep coal mining, when the lithology of the surrounding rock itself is poor, and the structure and joints are extremely developed, the surrounding rock of the roadway will be broken and the control difficulty of the surrounding rock will be increased. In this paper, based on the engineering background of driving roadway along the gob of No. 7259 face of Renlou Coal Mine, considering the soft breakage characteristics of coal and rock mass around the roadway, three research methods are applied, such as theoretical analysis, numerical calculation and field measurement. The surrounding rock structure and deformation mechanism of roadway driven along goaf under broken surrounding rock condition are studied systematically. Firstly, from the stability mechanism of surrounding rock, the overburden structure model of roadway along goaf is established, and the law of overlying rock movement and stress evolution of surrounding rock in different periods are analyzed, and the driving position of roadway along goaf is preliminarily judged. By analyzing the breaking rule of overlying strata along goaf roadway, the main parameters of arc triangle block are discussed in detail, and the method of judging the position of basic top fault line by the length of basic roof suspended roof is obtained. The optimum time and reasonable width of narrow coal pillar are studied by theoretical calculation. The results are analyzed by FLAC3D numerical simulation software, and the results are processed by Tecplot visual data analysis software, and different coal pillar widths are obtained. The isogram of stress field and displacement field of surrounding rock in different periods and the distribution map of plastic zone have determined that the reasonable width of narrow coal pillar is 5 m. Finally, through field observation, the surface displacement of surrounding rock and roof of roadway driving along goaf are obtained. Deep base point displacement of narrow coal pillar. The analysis and processing of the data results show that the narrow coal pillar width is properly selected, the overall deformation of the roadway conforms to the requirements of safety production, and the stability of surrounding rock is guaranteed.
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD322

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本文编号：1861826