本文選題：二次沿空留巷　切入點(diǎn)：巷旁支護(hù)　出處：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：傳統(tǒng)的一次沿空留巷是在上區(qū)段工作面開(kāi)采后,通過(guò)加強(qiáng)支護(hù)等方法,將原機(jī)巷保留下來(lái),作為下區(qū)段工作面回風(fēng)巷,即“一巷兩用”。本文研究的二次沿空留巷是在一次沿空留巷的基礎(chǔ)上,待下區(qū)段工作面開(kāi)采后繼續(xù)保留,作為采空區(qū)瓦斯抽采巷。采用理論分析、相似材料模擬、數(shù)值模擬等方法,對(duì)薄煤層二次沿空留巷巷旁支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了研究,主要成果如下:①通過(guò)MTS815型液壓伺服系統(tǒng)對(duì)煤巖進(jìn)行常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn),獲得了煤巖的基本物理力學(xué)性質(zhì);采用島津試驗(yàn)機(jī)對(duì)煤巖進(jìn)行了單軸壓縮試驗(yàn),同時(shí)對(duì)破壞過(guò)程中,煤巖聲發(fā)射特征進(jìn)行監(jiān)測(cè),獲得了煤巖應(yīng)力—應(yīng)變曲線和聲發(fā)射的關(guān)系。②根據(jù)相似材料及數(shù)值模擬試驗(yàn),對(duì)采場(chǎng)圍巖的應(yīng)力、位移演化規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:1)大龍煤層二次沿空留巷后,兩側(cè)支護(hù)體均形成應(yīng)力集中,其高幫應(yīng)力峰值達(dá)53.92MPa,導(dǎo)致巷道變形急劇增加,維護(hù)困難;2)受上部大龍煤層的開(kāi)采影響,圍巖應(yīng)力整體有所下降,羊子炭煤層二次沿空留巷后的應(yīng)力峰值為37.92MPa,較大龍煤層下降了29.67%,為巷旁支護(hù)創(chuàng)造了有利條件。③通過(guò)理論分析,建立二次沿空留巷巷旁支護(hù)阻力力學(xué)模型,得到了巷旁支護(hù)阻力計(jì)算公式,并根據(jù)試驗(yàn)巷道工程地質(zhì)條件,獲得了二次留巷階段兩側(cè)巷旁支護(hù)阻力與支護(hù)寬度的關(guān)系;在基本頂給定變形下,建立了二次沿空留巷頂板下沉量預(yù)計(jì)力學(xué)模型,通過(guò)位移變分原理及能量守恒,得出了二次沿空留巷頂板下沉量計(jì)算公式。④采用數(shù)值仿真方法,研究了不同巷旁支護(hù)參數(shù)對(duì)一次沿空留巷和二次沿空留巷附近的圍巖應(yīng)力及位移演化規(guī)律。結(jié)果表明:1)低強(qiáng)度支護(hù)體給巷道帶來(lái)較小的應(yīng)力分布,巷道承受的應(yīng)力較小,但支護(hù)體本身承載性能低,易造成二次留巷變形較大,同理,高強(qiáng)度支護(hù)體引起了圍巖整體應(yīng)力升高,但巷道圍巖變形減少;2)寬高比對(duì)圍巖應(yīng)力具有較明顯的影響,小寬高比由于支護(hù)體本身失穩(wěn),造成圍巖應(yīng)力低,變形嚴(yán)重,寬高比大的支護(hù)體引起圍巖應(yīng)力增高,變形隨之減少。因此,合理的支護(hù)寬高比和強(qiáng)度對(duì)維持巷道的穩(wěn)定性有重要的作用。
[Abstract]:After mining in the upper section face, the traditional primary gob-side roadway is reserved by strengthening the support and so on, as the return air roadway of the lower section working face, That is, "one roadway dual use". The secondary gob-side retaining roadway studied in this paper is based on the primary gob-side retaining roadway, which will continue to be retained after mining in the next section face, as a gas drainage roadway in the goaf. Theoretical analysis and similar material simulation are used. Numerical simulation and other methods are used to study the supporting technology of secondary gob-side roadway in thin coal seam. The main results are as follows: 1. The basic physical and mechanical properties of coal and rock are obtained by routine triaxial compression test of coal and rock by MTS815 hydraulic servo system. Uniaxial compression test of coal and rock was carried out by using Shimadzu testing machine, and the characteristics of acoustic emission of coal and rock were monitored during the process of destruction. The relationship between stress-strain curve and acoustic emission of coal and rock was obtained according to similar materials and numerical simulation tests. The stress and displacement evolution of surrounding rock of stope is studied. The results show that after the second gob retaining roadway in Dalong coal seam, the stress concentration is formed on both sides of supporting body, and the peak value of high side stress is up to 53.92 MPa, which results in a sharp increase of roadway deformation. The stress of surrounding rock of Yangzi coal seam is decreased, the peak stress of Yangzi coal seam is 37.92MPa, and the larger coal seam is 29.677.Three favorable conditions are created for roadway side support by theoretical analysis, the stress of surrounding rock is decreased by the mining of the upper Dalong coal seam, and the peak value of stress is 37.92MPa after the secondary goaf in Yangzi coal seam. The mechanical model of side support resistance of secondary gob retaining roadway is established, and the formula of roadside support resistance is obtained. According to the engineering geological conditions of test roadway, the relation between side support resistance and supporting width is obtained in the stage of secondary retaining roadway. Under the given deformation of the basic roof, the prediction mechanical model of the roof subsidence of the secondary gob retaining roadway is established. By means of the displacement variational principle and energy conservation, the calculation formula of the secondary gob-side roadway roof subsidence is obtained by using the numerical simulation method. The evolution law of surrounding rock stress and displacement in the vicinity of primary and secondary goaf retaining roadways with different roadway side support parameters is studied. The results show that the low strength support brings smaller stress distribution to the roadway, and the stress of the roadway is smaller than that of the second gob retaining roadway. But the bearing capacity of the supporting body itself is low, and it is easy to cause large deformation of secondary retaining roadway. In the same way, the high strength support body causes the whole stress of surrounding rock to increase, but the ratio of width to height of roadway wall rock deformation decreases by 2) the ratio of width to height has obvious influence on the stress of surrounding rock. Due to the instability of the supporting body itself, the small aspect ratio causes the surrounding rock stress to be low, the deformation is serious, and the wall rock stress increases and the deformation decreases when the width to height ratio is large. Reasonable ratio of width to height and strength play an important role in maintaining the stability of roadway.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD353

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本文編號(hào)：1687050