本文選題：回采動(dòng)壓 + 泥質(zhì)復(fù)合頂板　； 參考：《遼寧工程技術(shù)大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：泥質(zhì)復(fù)合頂板軟巖煤巷的支護(hù)問題是地下工程中較為復(fù)雜的問題,因其圍巖巖性差、工程偏應(yīng)力高等不良條件而成為了煤巷支護(hù)中的難題.單一的支護(hù)形式在這種煤巷中是不可行的,而采用聯(lián)合支護(hù)時(shí)效果亦不理想,往往陷入前掘后修的尷尬局面,單一支護(hù)不可行的原因在于支護(hù)強(qiáng)度不足,而聯(lián)合支護(hù)失效的原因在于支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖力學(xué)特性之間不耦合.傳統(tǒng)聯(lián)合支護(hù)方法僅將各種支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡單組合,沒有充分考慮支護(hù)體的支護(hù)機(jī)理、圍巖內(nèi)部積蓄能量的釋放及圍巖自穩(wěn)能力的發(fā)揮,從而難以實(shí)現(xiàn)支護(hù)體與圍巖在強(qiáng)度、剛度以及結(jié)構(gòu)上的耦合作用.本文以高家梁煤礦2中煤層20307回采工作面皮帶順槽為研究對象,采用現(xiàn)場實(shí)際調(diào)研、室內(nèi)巖石物理力學(xué)試驗(yàn)、微觀物化成分分析、理論分析、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場工業(yè)性試驗(yàn)等方法綜合分析其在自身工作面回采動(dòng)壓下變形破壞機(jī)理與煤巷圍巖穩(wěn)定性耦合控制對策研究.取得了如下主要成果：(1)綜合考慮煤巷圍巖受擾動(dòng)、節(jié)理、裂隙等不連續(xù)結(jié)構(gòu)面、地下水等諸多因素后,基于分形理論預(yù)測皮帶煤巷松動(dòng)圈半徑為1600mm～2000mm,與采用孔壁檢視法進(jìn)行現(xiàn)場原位測定塑性松動(dòng)圈半徑為1740mm～2020 mm范圍相比,結(jié)果表明分形理論應(yīng)用于塑性松動(dòng)圈的預(yù)測具有有效性.(2)提出采用模糊數(shù)學(xué)聚類分析方法進(jìn)行動(dòng)壓下2中煤層煤巷圍巖整體穩(wěn)定性分類,明確其聚類中心,確定20307皮帶煤巷屬于Ⅲ類不穩(wěn)定圍巖,并根據(jù)具體煤巷的地質(zhì)條件,進(jìn)行煤巷圍巖次分類,依據(jù)有效載荷系數(shù)S≥0.55準(zhǔn)則對軟巖煤巷軟弱結(jié)構(gòu)進(jìn)行判別.(3)通過室內(nèi)試驗(yàn)與工程地質(zhì)環(huán)境綜合分析,確定影響泥質(zhì)復(fù)合頂板穩(wěn)定主要因素為具有較高工程偏應(yīng)力、圍巖力學(xué)強(qiáng)度低、原支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖不耦合以及受自身工作面回采動(dòng)壓影響等敏感性因素.致使皮帶煤巷圍巖表面收斂速率快且形變數(shù)值大,泥質(zhì)復(fù)合頂板非對稱變形下沉嚴(yán)重,導(dǎo)致兩幫也產(chǎn)生嚴(yán)重內(nèi)擠變形,并伴隨有較強(qiáng)流變特性.(4)通過煤巷巖體微觀物化成分定量與變形機(jī)制定性分析,確定出皮帶煤巷圍巖為高工程偏應(yīng)力—節(jié)理化—膨脹性(HJS)的應(yīng)力擴(kuò)容膨脹型復(fù)合地質(zhì)軟巖,明確20307皮帶煤巷圍巖變形力學(xué)機(jī)制為IabcIIBDIIIDA型.(5)通過工程軟巖變形力學(xué)機(jī)制轉(zhuǎn)化技術(shù)定性研究,確定20307皮帶煤巷采取“高強(qiáng)錨桿+金屬網(wǎng)+強(qiáng)力錨索+鋼帶+水患區(qū)注漿”耦合支護(hù)方案,即簡稱“錨網(wǎng)索帶注”耦合支護(hù)結(jié)構(gòu).并基于FLAC3D數(shù)值軟件模擬分析“錨網(wǎng)索帶注”耦合支護(hù)方案的可靠性,結(jié)果表明“錨網(wǎng)索帶注”耦合支護(hù)結(jié)構(gòu)體系是有效的.(6)對“錨網(wǎng)索帶注”耦合支護(hù)方案進(jìn)行定量支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì),進(jìn)行現(xiàn)場工業(yè)性試驗(yàn),并分別對煤巷頂板離層、圍巖表面變形及錨桿(索)實(shí)際受力等進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測,監(jiān)測效果表明耦合支護(hù)結(jié)構(gòu)體系能有效約束皮帶煤巷圍巖變形,也驗(yàn)證了耦合支護(hù)理念與數(shù)值軟件FLAC3D共同應(yīng)用在回采動(dòng)壓下軟巖煤巷支護(hù)中的可靠性.
[Abstract]:On the basis of fractal theory , it is not feasible to predict the stability of the surrounding rock in coal roadway under the conditions of disturbance , joint support and high stress . ( 4 ) Based on the qualitative analysis of the quantitative and deformation mechanism of coal roadway rock mass , it is determined that the surrounding rock of the belt coal roadway is the stress - expanding expansion type composite geological soft rock with high engineering deflection stress - joint - expansion ( HJS ) . It is shown that the coupling support structure of the " anchor mesh cable - band injection " coupling support structure is effective . ( 6 ) The coupling support structure system can effectively restrain the deformation of the surrounding rock of the coal roadway , and also verify the reliability of the coupled support concept and the numerical software FLAC3D in the support of soft rock coal roadway under the dynamic pressure of the coal roadway .
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD353

【參考文獻(xiàn)】

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2 姚強(qiáng)嶺;李學(xué)華;瞿群迪;任松杰;梁順;滿建康;;泥巖頂板巷道遇水冒頂機(jī)理與支護(hù)對策分析[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2011年01期

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本文編號：1970125