本文關(guān)鍵詞：綜放工作面端頭區(qū)穩(wěn)定性研究

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【摘要】：最近幾年我國采礦業(yè)得到了飛速的發(fā)展,就目前來看大采高綜放開采漸漸地成為了我國煤層開采的主要方法之一,但是伴隨著綜放開采工作面的不斷往前推進(jìn),在工作面處容易引發(fā)各種事故,例如：工作面頂板的倒塌、端頭支架以及工作面支架的失穩(wěn)等現(xiàn)象。因此,研究煤層綜放開采工作面、端頭區(qū)、沿空掘巷等圍巖穩(wěn)定性具有十分重要的理論和實(shí)踐意義。本文以余吾煤礦S2107工作面為實(shí)際工程背景,分別從端頭區(qū)圍巖結(jié)構(gòu)、煤柱結(jié)構(gòu)以及煤柱加固方式三方面的穩(wěn)定性出發(fā),通過現(xiàn)場資料的收集、理論分析、數(shù)值計(jì)算模擬相結(jié)合的方法,對余吾煤礦綜放工作面的端頭區(qū)穩(wěn)定性展開了深入的研究。首先,將工作面頂板塌落之后所形成的弧形三角板看作是端頭區(qū)的大結(jié)構(gòu),將端頭支架看作是端頭區(qū)的小結(jié)構(gòu)。建立端頭頂板的力學(xué)模型,利用彈性薄板小撓度理論以及伽遼金法推導(dǎo)出頂板撓曲函數(shù)以及頂板的應(yīng)力分布規(guī)律。依據(jù)保證大、小結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的方法初步選擇了適合余吾煤礦特點(diǎn)的端頭支架。其次,從理論上結(jié)合Lade-Duncan準(zhǔn)則,在考慮中主應(yīng)力的情況下,分別利用煤層界面的應(yīng)力平衡方程以及彈塑性力學(xué)的知識,從而得出了煤柱塑性區(qū)的理論計(jì)算公式以及核心區(qū)的理論計(jì)算公式,并結(jié)合數(shù)值模擬,分析了煤柱在不同寬度的情況下,煤柱內(nèi)的最大主應(yīng)力值以及煤柱內(nèi)應(yīng)力的分布情況,最終結(jié)合理論計(jì)算值和數(shù)值模擬的分析選取合理的煤柱寬度。最后,綜合考慮了現(xiàn)有的比較實(shí)用的煤柱加固方式、現(xiàn)場的實(shí)際施工條件,本文采用了錨桿加固以及錨桿+注漿加固這二種加固方式,利用數(shù)值模擬分析了在這二種加固方式下煤柱的變形特征并進(jìn)行對比分析,最終選擇出了適合本工程的加固方式。
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD323

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本文編號：1168001