本文關(guān)鍵詞： 綜放開采 沿空留巷 巷旁支護(hù)阻力 變形規(guī)律 可行性分析 圍巖控制　出處：《遼寧工程技術(shù)大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：沿空留巷對(duì)提高煤炭采出率、減少巷道掘進(jìn)量、防治瓦斯災(zāi)害具有重要意義。在厚煤層綜放開采工作面進(jìn)行沿空留巷,應(yīng)力集中程度高、動(dòng)壓影響強(qiáng)烈,巷道變形嚴(yán)重,維護(hù)困難,導(dǎo)致沿空留巷達(dá)不到預(yù)定效果,實(shí)現(xiàn)綜放開采沿空留巷的關(guān)鍵在于圍巖的穩(wěn)定性控制,開展綜放沿空留巷圍巖控制技術(shù)研究具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。論文采用理論分析、相似材料模擬、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等方法,研究了綜放沿空留巷的覆巖結(jié)構(gòu)破壞特點(diǎn)、巷旁支護(hù)阻力和圍巖變形規(guī)律,提出了綜放沿空留巷可行性分析方法,取得的主要研究成果如下：分析了沿空留巷側(cè)向頂板破斷形式和側(cè)向頂板關(guān)鍵塊參數(shù)；揭示了沿空留巷圍巖運(yùn)動(dòng)變形特點(diǎn),對(duì)影響圍巖穩(wěn)定性的因素進(jìn)行了分析；以關(guān)鍵層理論為基礎(chǔ),建立了綜放沿空留巷圍巖結(jié)構(gòu)力學(xué)模型,確定了沿空留巷支護(hù)阻力理論公式。根據(jù)能量守恒和損傷力學(xué)理論,建立了綜放沿空留巷頂板下沉損傷力學(xué)模型,推導(dǎo)出頂板下沉量的理論公式,分析了頂板下沉量的影響因素;基于板殼理論和最小總勢(shì)能原理,建立了綜放沿空留巷直接底和老底的底鼓力學(xué)模型,確定了綜放沿空留巷底鼓量的計(jì)算方法,分析了底鼓的影響因素。提出了綜放沿空留巷可行性分析指標(biāo),采用灰色-模糊理論和層次分析法建立了綜放沿空留巷可行性分析方法。通過相似材料模擬實(shí)驗(yàn),采用數(shù)字散斑分析了綜放沿空留巷巖層位移特征,研究了側(cè)向頂板垮落與巷旁支護(hù)體應(yīng)力分布的關(guān)系；采用三維數(shù)值模擬手段,研究了綜放沿空留巷頂板應(yīng)力演化規(guī)律和頂板下沉規(guī)律,分析了留巷寬度、巷旁支護(hù)體強(qiáng)度和寬度對(duì)沿空留巷圍巖應(yīng)力場(chǎng)和頂板下沉的影響。提出五陽煤礦“錨網(wǎng)索+高強(qiáng)度墩柱+木垛+基本底注漿”聯(lián)合支護(hù)變形控制對(duì)策,確定了巷內(nèi)支護(hù)和巷旁支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù),分析了支護(hù)設(shè)計(jì)的可靠性。研究成果在五陽煤礦7602綜放工作面進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn),結(jié)果表明,采取的支護(hù)方案較好地控制了圍巖結(jié)構(gòu)變形,為類似條件煤礦綜放沿空留巷提供了成功的案例。
[Abstract]:It is very important to keep roadway along goaf to improve coal mining rate, reduce roadway tunneling quantity and prevent gas disaster. In thick coal seam fully mechanized caving mining face, the degree of stress concentration is high and the influence of dynamic pressure is strong. Because of serious deformation and difficult maintenance, the roadway along the gob can not achieve the scheduled effect. The key to realize the roadway along the gob in fully-mechanized caving mining lies in the stability control of surrounding rock. It is of great theoretical value and practical significance to study the surrounding rock control technology of fully mechanized caving roadway along the gob. This paper adopts the methods of theoretical analysis, similar material simulation, numerical simulation and field test. In this paper, the characteristics of overburden structure, the resistance of roadway side support and the deformation of surrounding rock are studied, and the feasibility analysis method of retaining roadway along goaf in fully-mechanized caving caving is put forward. The main research results are as follows: the broken form of lateral roof and the key block parameters of lateral roof are analyzed; The characteristics of surrounding rock movement and deformation along goaf roadway are revealed, and the factors influencing the stability of surrounding rock are analyzed. Based on the theory of key layer, the structural mechanics model of surrounding rock of roadway along gob in fully-mechanized caving caving is established, and the theoretical formula of supporting resistance along goaf is determined, according to the theory of energy conservation and damage mechanics. The mechanical model of roof subsidence damage along goaf in fully mechanized caving caving is established, the theoretical formula of roof subsidence is deduced, and the influencing factors of roof subsidence are analyzed. Based on the theory of plate and shell and the principle of minimum total potential energy, the mechanical models of the direct bottom and the old bottom of the roadway along the gob of fully mechanized caving caving are established, and the calculation method of the bottom heave quantity along the gob of fully mechanized caving caving is determined. The influencing factors of bottom drum are analyzed, and the feasibility analysis index of roadway along goaf in fully mechanized caving is put forward. The feasibility analysis method of roadway along the gob of fully mechanized caving caving is established by using grey fuzzy theory and analytic hierarchy process. The displacement characteristics of roadway along goaf in fully mechanized caving caving are analyzed by digital speckle analysis through simulation experiments of similar materials. The relationship between lateral roof collapse and stress distribution of roadway side support is studied. By means of three-dimensional numerical simulation, the law of roof stress evolution and roof subsidence along goaf in fully-mechanized caving caving is studied, and the width of retaining roadway is analyzed. The influence of the strength and width of side support on the stress field and roof subsidence of surrounding rock along goaf retaining roadway is discussed. The combined support deformation control measures of "anchor wire mesh high strength piers and wooden piles basic bottom grouting" in Wuyang coal mine are put forward. The design parameters of roadway support and roadway side support are determined, and the reliability of supporting design is analyzed. The research results are tested in 7602 fully mechanized caving face of Wuyang Coal Mine, and the results show that. The adopted supporting scheme can better control the deformation of surrounding rock structure and provide a successful case for the roadway along the goaf of fully mechanized caving caving under similar conditions.
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD353

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