预制混凝土砌块巷旁支护沿空留巷技术初步研究

发布时间：2017-06-17 02:13

  本文关键词：预制混凝土砌块巷旁支护沿空留巷技术初步研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着煤炭资源总蕴藏量的减少,以及近两年煤炭行业的不景气,提高煤炭采出率,降低煤炭开采成本越来越受到人们的重视。本文在前人研究成果的基础上,从沿空留巷上覆岩层大、小结构稳定性原理入手,对沿空留巷围岩的运动规律进行分析,并且根据巷旁支护阻力计算方法计算,得出5101工作面的巷旁支护体所需强度不超过8MPa,为沿空留巷巷旁支护设计提供了理论依据。运用FLAC3D数值模拟软件,对巷旁支护体的布置方式、强度及支护体上方碎煤填充高度进行模拟,得出并分析了沿空留巷的围岩变形及应力分布规律,最终确定布置形式为1m巷外1m巷内,支护体强度为20MPa,支护体与顶板间距为200mm的最佳巷旁支护方案。综合理论计算及数值模拟结果,根据混凝土配合比规程,设计出了不同混凝土配合比,并对混凝土试块进行了力学性能测试,最终得到了强度在20MPa以上的混凝土配合比。结合5101工作面具体地质条件,设计出合理的顶板控制方式及巷旁支护墙体结构,并且研制出两种不同规格且便于运输的砌块,使之错缝纵码堆砌构成支护墙,对工作面前后临时加强支护进行了支护设计,对单轨吊运输系统进行了介绍,并对新发煤业5101工作面矿压及巷道围岩变形的检测方法进行了设计。
【关键词】：混凝土砌块 巷旁支护 沿空留巷 数值模拟 围岩控制
【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 问题的提出及研究意义10-11
• 1.1.1 问题的提出10-11
• 1.1.2 论文研究的意义11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 国内研究现状11-13
• 1.2.2 国外研究现状13-14
• 1.2.3 目前沿空留巷技术研究存在的问题14-15
• 1.3 本文研究内容及技术路线15-18
• 1.3.1 主要研究内容15
• 1.3.2 技术路线15-18
• 2 沿空留巷围岩活动规律理论研究18-28
• 2.1 沿空留巷围岩结构分析18-20
• 2.1.1 沿空留巷围岩大结构稳定性分析18-19
• 2.1.2 沿空留巷围岩小结构受力分析19-20
• 2.2 砌墙不同位置时沿空巷道特点分析20-21
• 2.2.1 砌块墙在采空区内布置20
• 2.2.2 砌块墙在巷道内布置20-21
• 2.2.3 砌块墙部分在巷道内部分在采空区内布置21
• 2.3 沿空留巷支护结构稳定性的关键因素分析21-22
• 2.4 沿空留巷巷旁支护阻力计算22-26
• 2.4.1 根据砌块墙上方最大需控岩层范围确定22-26
• 2.5 本章小结26-28
• 3 预制砌块沿空留巷围岩活动规律的数值模拟研究28-62
• 3.1 数值模拟软件介绍28-29
• 3.1.1 FLAC3D软件简介28
• 3.1.2 Tecplot软件简介28-29
• 3.2 数值模拟模型的建立29
• 3.3 岩石力学参数的确定29-30
• 3.4 巷道掘进期围岩控制方案的确定30-36
• 3.4.1 不同支护方案的提出30-31
• 3.4.2 不同支护方案下巷道围岩稳定性分析31-34
• 3.4.3 巷内支护参数的确定34-36
• 3.5 不同支护体布置方式留巷围岩活动规律分析36-47
• 3.5.1 模拟方案36-38
• 3.5.2 工作面回采期间留巷围岩稳定性分析38-47
• 3.5.3 沿空留巷砌块墙布置方式的确定47
• 3.6 不同支护体强度留巷围岩活动规律分析47-56
• 3.6.1 模拟方案47
• 3.6.2 工作面回采期间留巷围岩稳定性分析47-56
• 3.6.3 沿空留巷砌块墙强度的确定56
• 3.7 不同碎煤填充高度留巷围岩活动规律分析56-61
• 3.7.1 模拟方案56
• 3.7.2 工作面回采期间留巷围岩稳定性分析56-61
• 3.7.3 沿空留巷碎煤填充高度的确定61
• 3.8 本章小结61-62
• 4 巷旁砌块混凝土配比试验研究62-72
• 4.1 配比实验原材料及其性能62-63
• 4.2 实验结果影响因素63-64
• 4.3 混凝土配合比设计64-67
• 4.3.1 混凝土强度的确定64-65
• 4.3.2 水灰比的确定65-66
• 4.3.3 用水量的确定66
• 4.3.4 胶凝材料用量的确定66
• 4.3.5 砂率的确定66
• 4.3.6 骨料的确定66-67
• 4.3.7 基准配合比67
• 4.3.8 配合比的调整67
• 4.4 试验过程67-69
• 4.4.1 配比试验过程67-68
• 4.4.2 养护方式68-69
• 4.5 混凝土力学性能测试69-70
• 4.5.1 测试方法69
• 4.5.2 测试过程69-70
• 4.6 测试结果分析70-71
• 4.7 本章小结71-72
• 5 砌块墙巷旁支护沿空留巷初步设计72-84
• 5.1 工程概况72-74
• 5.2 混凝土砌块设计74-76
• 5.2.1 混凝土砌块尺寸的设计74
• 5.2.2 混凝土砌块墙的砌筑74-75
• 5.2.3 人造帮原材料消耗量计算75
• 5.2.4 混凝土砌块暗钩设计75-76
• 5.3 混凝土砌块质量监测76
• 5.4 混凝土砌块运输系统76-78
• 5.4.1 结构特征76-77
• 5.4.2 工作原理77
• 5.4.3 技术特征77-78
• 5.5 临时巷内加强支护78-80
• 5.6 矿压观测设计80-82
• 5.6.1 监测点位置80
• 5.6.2 监测方法80-81
• 5.6.3 测试时间安排81-82
• 5.7 本章小结82-84
• 6 结论与展望84-86
• 6.1 本文主要结论84-85
• 6.2 本文研究展望85-86
• 参考文献86-90
• 作者简历90-92
• 学位论文数据集92

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘廷陵,孟祥瑞;用于巷旁支护的石膏混合料优化配方研究[J];淮南矿业学院学报;1990年02期

2 庄民才,林国彬,谷金涛;铁东62~#煤层无煤柱开采巷旁支护研究[J];黑龙江矿业学院学报;1996年01期

3 吴健,孙恒虎;巷旁支护载荷和变形设计[J];矿山压力;1986年02期

4 谢广祥;石膏充填巷旁支护在我国煤矿应用展望[J];中国煤炭;1995年12期

5 姚建华;浆砌墙体巷旁支护技术[J];煤矿开采;1995年04期

6 华心祝,闵炎,赵培玉;分层开采后退式超前掘进巷旁支护沿空留巷技术[J];建井技术;2000年06期

7 郝海金,宋朝阳,王军;晋城9~#煤采用高水充填作巷旁支护试验研究[J];煤;2000年02期

8 魏风清,陈名强;英国高水速凝材料巷旁支护的矿压显现特征[J];中州煤炭;1992年01期

9 刘益成;沿空留巷巷旁支护的矿压规律[J];矿山压力与顶板管理;1999年Z1期

10 张吉雄;姜海强;缪协兴;周楠;昝东峰;;密实充填采煤沿空留巷巷旁支护体合理宽度研究[J];采矿与安全工程学报;2013年02期

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 本报记者;我省两项成果填补采煤支护技术空白[N];山西日报;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 付东辉;预制混凝土砌块巷旁支护沿空留巷技术初步研究[D];河南理工大学;2015年

2 王雷;新型巷旁支护充填材料制备与性能研究[D];安徽建筑工业学院;2010年

3 顾亚东;不同顶板条件下巷旁支护方式的分析[D];河北工程大学;2015年

4 王勇;“三软”倾斜煤层沿空留巷巷旁支护技术研究[D];重庆大学;2012年

  本文关键词：预制混凝土砌块巷旁支护沿空留巷技术初步研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：457106