多次采动下巷道变形破坏规律及控制技术

发布时间：2017-04-02 03:01

  本文关键词：多次采动下巷道变形破坏规律及控制技术，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多煤层群开采过程中,多次采动下巷道易发生变形破坏问题。本文以寺河煤矿二号井15#煤层151盘区大巷为工程背景,该区域大巷受上覆IX4309工作面回采影响和本煤层XV1303工作面重复采动影响,表现出巷道急速变形、底鼓严重、煤柱压酥等破坏特征。通过围岩原位测试、全景钻孔窥视、实验室力学分析等手段,分析了15#煤层顶底板岩石力学结构及参数;通过现场调研分析总结了大巷变形特征;采用FLAC3D数值模拟方法研究了9#煤层工作面回采前后以及本煤层XV1303不同回采阶段对151盘区大巷应力和应变的影响;对此,提出了采用具有快凝、早强、扩散范围广的新型注浆材料进行注浆加固,并通过预应力锚索进行补强的二次支护方案。并在XV1101巷进行现场试验,试验结果表明,联邦加固材料具有强度高、渗透性好等特点,能够及时充填破碎的煤岩体,提高其承载能力,同时让锚网索支护体系及时发挥作用,增加围岩的整体强度;巷道注浆后40天后,巷道两帮收缩量仅为58mm,最大底鼓量为46mm,巷道变形速率逐渐趋于0,处于稳定阶段,治理效果明显。
【关键词】：多次采动 注浆加固 补强锚索 围岩稳定性
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD353
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 巷道围岩变形破坏机理研究现状12-13
• 1.2.2 动压巷道围岩控制技术研究现状13-15
• 1.3 本文的研究内容及技术路线15-18
• 1.3.1 研究主要内容15
• 1.3.2 技术路线15-18
• 2 工程概况及巷道围岩破坏特征分析18-34
• 2.1 工程概况18-21
• 2.1.1 研究区域巷道概况18-19
• 2.1.2 重复采动概况19
• 2.1.3 煤层赋存及顶底板情况19-21
• 2.1.4 地质构造及水文地质情况21
• 2.2 巷道围岩地质力学参数分析21-29
• 2.2.1 巷道围岩强度原位测试21-23
• 2.2.2 巷道围岩力学参数实验室测定23-27
• 2.2.3 巷道围岩结构窥视27-29
• 2.3 三条大巷原支护形式及破坏特征29-32
• 2.3.1 三条大巷原支护形式29-31
• 2.3.2 三条大巷原支护形式下巷道破坏特征31-32
• 2.4 本章小结32-34
• 3 巷道破坏规律分析34-56
• 3.1 FLAC~ (3D)模型的建立34-35
• 3.1.1 模型的建立34-35
• 3.1.2 数值计算平衡后应力分布35
• 3.2 三条大巷掘进后受力变形分析35-37
• 3.3 上覆IX4309工作面回采后煤岩体受力变形分析37-43
• 3.3.1 IX4309工作面回采后煤岩体应力应变分析37-39
• 3.3.2 IX4309工作面回采后巷道围岩变形对比分析39-43
• 3.4 本煤层XV1303工作面回采不同阶段煤岩体受力变形分析43-55
• 3.4.1 XV1303工作面回采不同阶段煤岩体应力应变分析43-49
• 3.4.2 XV1303工作面回采不同阶段围岩变形对比分析49-55
• 3.5 本章小结55-56
• 4 巷道围岩注浆加固方案分析56-66
• 4.1 数值模拟模型的建立56-59
• 4.1.1 模型的参数的选取56
• 4.1.2 边界条件及单元划分56-57
• 4.1.3 模拟方案的选择57-59
• 4.2 数值模拟结果与分析59-64
• 4.2.1 巷道围岩应力分析59-61
• 4.2.2 巷道围岩变形分析61-64
• 4.3 本章小结64-66
• 5 现场工业性试验及效果分析66-82
• 5.1 注浆加固材料66-69
• 5.1.1 注浆材料性能66-67
• 5.1.2 注浆材料配比及压力67
• 5.1.3 封孔材料及工艺67-68
• 5.1.4 支护材料68
• 5.1.5 注浆系统68-69
• 5.2 注浆加固方案设计69-74
• 5.2.1 巷道两帮加固方案69-73
• 5.2.2 巷道底板加固方案73-74
• 5.3 施工工艺及顺序74-75
• 5.3.1 底板注浆锚杆施工74
• 5.3.2 巷帮注浆与锚索支护74
• 5.3.3 注浆施工工艺74-75
• 5.4 现场监测结果与分析75-81
• 5.4.1 巷道表面位移观测75-79
• 5.4.2 钻孔窥视结果与分析79-81
• 5.5 本章小结81-82
• 6 结论与展望82-84
• 6.1 主要结论82-83
• 6.2 不足与展望83-84
• 参考文献84-88
• 作者简介88-90
• 学位论文数据集90

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