本文關(guān)鍵詞：淺埋首采薄煤層無墻體沿空留巷圍巖穩(wěn)定機(jī)理與應(yīng)用研究

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【摘要】：為解決工作面接替緊張,提高資源利用率等難題,老母坡礦2號(hào)煤層采用無煤柱沿空留巷連續(xù)開采技術(shù)。本文從淺埋煤層上覆巖層側(cè)向破斷規(guī)律的分析入手,分析沿空留巷上覆巖層破斷運(yùn)動(dòng)規(guī)律及支撐壓力分布特征的關(guān)系,對無墻體自然沿空留巷法的巷旁支架的設(shè)計(jì)及參數(shù)取值進(jìn)行了理論分析,結(jié)合數(shù)值模擬方法分析巷旁支護(hù)方案的合理性,并以老母坡礦2101運(yùn)輸順槽沿空留巷工程為實(shí)踐背景進(jìn)行研究。主要研究成果如下:(1)沿空留巷上覆巖層側(cè)向破壞形式主要為回轉(zhuǎn)下沉及平移下沉兩種。留巷前期頂板巖層裂斷以回轉(zhuǎn)下沉為主,留巷來壓主要源于直接頂重量;過渡期間上覆基本頂?shù)倪\(yùn)動(dòng)以二次破斷為主,并在外層形成自穩(wěn)大結(jié)構(gòu);后期活動(dòng)頂板平移下沉,內(nèi)層小結(jié)構(gòu)承擔(dān)垮落帶巖層重量。(2)以板的屈服線分析準(zhǔn)則將工作面上覆巖層簡化為矩形板,分析了初次來壓及周期來壓階段板的破斷發(fā)展規(guī)律,并以塑性鉸線法給出不同邊界條件側(cè)向懸跨度d的表達(dá)式;通過不同支承壓力分布構(gòu)成的劃分,得出內(nèi)應(yīng)力場存在條件的判斷準(zhǔn)則,即H[H]或σo(σo)min。(3)無墻體沿空留巷技術(shù)細(xì)化為實(shí)體煤側(cè),頂板巷旁及底板支護(hù)的協(xié)調(diào)。巷內(nèi)煤幫頂板采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)方案,優(yōu)化了巷旁支護(hù)結(jié)構(gòu)使其集強(qiáng)力切頂、高阻讓壓、主動(dòng)支撐及可縮性能于一體以適應(yīng)上覆巖梁的運(yùn)動(dòng)破壞,并輔予特制鋼鞋以控制底板變形。(4)比較無墻體護(hù)巷技術(shù)與留煤柱護(hù)巷技術(shù)位移場、應(yīng)力場及塑性區(qū)的分布特征。結(jié)果表明:在給定煤體條件下采用無墻體護(hù)巷技術(shù)能滿足維持留巷圍巖穩(wěn)定的要求。(5)對2煤留巷各參數(shù)進(jìn)行校核,切頂阻力1000k N,超過理論值800k N,能實(shí)現(xiàn)沿巷旁支護(hù)結(jié)構(gòu)的切頂;巷旁支架結(jié)構(gòu)最大可縮量須大于201mm;巷內(nèi)支護(hù)強(qiáng)度應(yīng)該至少大于197KN;實(shí)際計(jì)算的支架底座面積為1500cm2,支架底座面積滿足要求。因此,在淺埋、無瓦斯突出等較為簡單的地質(zhì)條件下,運(yùn)用無墻體留巷技術(shù)是合理的。上述研究成果在老母坡煤礦首采2101工作面得到了成功實(shí)施,這為地質(zhì)條件簡單但需要提高經(jīng)濟(jì)效益的沿空留巷開辟了一條新的路徑,其實(shí)踐過程中積累的技術(shù)和現(xiàn)場管理經(jīng)驗(yàn)在一定程度上具有較高的推廣價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：薄煤層開采 無墻體沿空留巷 大小結(jié)構(gòu) 側(cè)向破斷 巷內(nèi)支護(hù) 巷旁支護(hù) 切頂支架載荷
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD353
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-15
• 變量注釋表15-16
• 1 緒論16-25
• 1.1 問題的提出及研究意義16-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3 存在的問題21-23
• 1.4 研究內(nèi)容及技術(shù)路線23-25
• 2 沿空留巷上覆側(cè)向巖層運(yùn)動(dòng)特征及規(guī)律25-45
• 2.1 沿空留巷上覆側(cè)向巖層破斷運(yùn)動(dòng)特征25-36
• 2.2 沿空留巷上覆側(cè)向巖層活動(dòng)規(guī)律與支承壓力分布36-43
• 2.3 本章小結(jié)43-45
• 3 無墻體沿空留巷穩(wěn)定性原理與數(shù)值模擬研究45-62
• 3.1 無墻體沿空留巷存在問題及其護(hù)巷技術(shù)的適用條件45-46
• 3.2 無墻體沿空留巷圍巖穩(wěn)定性的技術(shù)關(guān)鍵分析46-55
• 3.3 無墻體沿空留巷應(yīng)力環(huán)境數(shù)值模擬研究55-60
• 3.4 本章小結(jié)60-62
• 4 工程實(shí)踐62-79
• 4.1 采礦工程地質(zhì)條件62-64
• 4.2 沿空留巷支護(hù)方案64-67
• 4.3 巷旁支護(hù)阻力計(jì)算與校核67-68
• 4.4 礦壓監(jiān)測及規(guī)律分析68-77
• 4.5 本章小結(jié)77-79
• 5 主要結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-87
• 作者簡歷87-89
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集89

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