發(fā)布時間：2019-09-03 20:12

【摘要】：城郊煤礦逐漸進(jìn)入深部開拓和開采階段,開采深度大,地壓增大。由于煤層成煤過程中的地質(zhì)及環(huán)境變化的影響,煤層頂板巖層的巖性及巖層結(jié)構(gòu)往往在同一層位的同一巷道中變化頻繁,掘進(jìn)一條巷道就要遇到多種類型的頂板。所以在進(jìn)行頂板支護時,采用一套支護參數(shù)的話,會使有些區(qū)域的支護強度過大,造成資源的浪費;而另外一些區(qū)域的支護強度不夠,存在冒頂安全隱患,這兩種結(jié)果都不是理想的。本論文通過城郊礦深部煤巷頂板總體地質(zhì)特征的分析研究,對深部煤巷頂板穩(wěn)定性進(jìn)行分類,選擇合理的支護方案。論文研究取得以下成果:1)分析了城郊礦總體地質(zhì)構(gòu)造及深部煤巷頂板組成結(jié)構(gòu)特征,得出了影響深部煤巷頂板穩(wěn)定性的主要因素,包括頂板巖性差異、巖層組合方式、膠結(jié)類型、層理(斷層)發(fā)育程度及類型等,并且發(fā)現(xiàn)了煤巷頂板的關(guān)鍵巖梁承載結(jié)構(gòu)對煤巷頂板的穩(wěn)定性起著決定性作用。2)通過分析城郊礦深部煤巷頂板圍巖地應(yīng)力、煤巖物理力學(xué)性質(zhì)測定結(jié)果及巷道煤層賦存柱狀圖,確定了自穩(wěn)巖層極限跨距指數(shù)、自穩(wěn)巖層距巷道頂板的距離、頂板不安全因子三個分類指標(biāo)。3)通過五個典型巷道頂板分類指標(biāo)級別的確定,經(jīng)過組合整理得出其頂板穩(wěn)定性類別,將城郊礦深部煤巷頂板穩(wěn)定性分為五個級別:非常難支護型、難支護型、中等難度型、較容易支護型和容易支護型。4)針對四、五級難支護型頂板,提出了梯次支護技術(shù)原理,分析了梯次強化承載梁結(jié)構(gòu)的形成及其力學(xué)機理,得到了城郊礦深部煤巷頂板穩(wěn)定性控制的關(guān)鍵技術(shù),即采用“四高”性能錨桿、高預(yù)緊力讓壓錨索和錨索梁實現(xiàn)對巷道頂板的梯次支護,維護巷道圍巖的穩(wěn)定性。5)21105上巷于2014年4月開始施工,經(jīng)過2個月的現(xiàn)場施工,完成了450m的試驗巷段施工任務(wù)。經(jīng)過近一年的現(xiàn)場巷道表面位移觀測,巷道表面位移量最大發(fā)生在通尺747m處,巷道左幫最大移近量為57mm,巷道右?guī)妥畲笠平繛?9mm,巷道頂板最大移近量為61mm。在測站5處,前12天未出現(xiàn)離層,12天后開始出現(xiàn)頂板離層,為錨桿錨固范圍外離層,最大離層量為7mm。巷道整體支護較好。
【圖文】：

圖 2-2 城郊井田構(gòu)造綱要圖Figure 2-2 Minefield structural outline in Chengjiao Mine井田附近褶皺構(gòu)造和井田內(nèi)斷裂構(gòu)造詳細(xì)如下：1）褶皺構(gòu)造井田附近褶皺構(gòu)造，除柏窯背斜與蔣閣向斜比較緊密外，其余均屬于褶幅的隆起和凹陷。（1）蔣閣向斜：位于井田東南角，軸向近南北，兩端均延田外。向斜軸位置北起 0005 孔東，往南過 0113 孔、3113 孔、3204 孔、3和 3402 孔，，南端被 F20斷層所截。延伸長約 5.5km，寬約 1.8km，為一短軸。樞紐呈波狀起伏，軸部為上石盒子組七煤段、下石盒子組五六煤段地層為 P1x～P1s 地層。西翼傾角較陡（25°左右），東翼稍緩（20°左右）。西翼斷層所破壞，東翼被 F17斷層及 F1斷層所截，形態(tài)不完整。地震資料證實了斜的存在。（2）馬崗背斜：位于蔣閣向斜西側(cè)。軸向近南北，北端向東彎成一微向西凸出的弧形構(gòu)造，北延出井田外。背斜軸北起 0105 孔西邊，往 3118、3203 和 2201 孔，繼續(xù)南延后被 F21 斷層所截，表現(xiàn)不明顯，北延過露頭后未予控制，全長近 3.5km，寬約 0.5km，為一短軸背斜。軸部為 P1

它們之間相互連接之處存在的層與層之間的薄弱夾層，造成各層之間的粘結(jié)力小，幾乎不能承載。正是由于煤巷頂板為差異性很大的非均質(zhì)層狀巖體，采區(qū)巷道開挖以后，在圍巖應(yīng)力作用下，其層狀頂板往往會出現(xiàn)離層、冒落，近表面圍巖難以形成承載結(jié)構(gòu)，還有時伴有強烈的兩幫移近、片幫及整體下沉，導(dǎo)致煤巷頂板下沉而離層破壞，并且頂板、兩幫變形相互作用，造成巷道圍巖的進(jìn)一步破壞，直至遇到老頂厚硬穩(wěn)定巖層形成的關(guān)鍵巖梁承載結(jié)構(gòu)，如圖 2-6。（a）煤系地層露頭 （b）整體板塊賦存
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD353

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2531556