【摘要】：隨著煤炭深部開采的不斷加大,深部巖體力學性質和力學環(huán)境發(fā)生很大改變,在深部出現(xiàn)高地應力,高采動影響,導致巷道變形時間長,變形量增大,工作面礦壓顯現(xiàn)強烈,對煤礦安全,高效開采產生巨大的影響。礦井的安全高效生產難以離開開采帶來所的礦山壓力變化機理的解釋,發(fā)現(xiàn)頂板運動和開采運移規(guī)律可以確定煤礦安全生產多帶來的隱患,可以提前準備消除這種隱患。工作面開采覆巖運動規(guī)律是巷道深井回采工作面支承壓力分布和上覆巖層活動,實質上也是由各種復雜因素綜合作用而引起的礦壓規(guī)律。以范各莊煤礦四水平4171s首采工作面為背景,結合力學理論、數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測對深部工作面開采礦壓特點進行研究,基于砌體梁理論分析巷道頂板來壓特點,分析影響巷道穩(wěn)定性因素,提出了巷道控制變形的支護理論。基于砌體梁理論,分析范各莊深部工作面開采頂板運動特征,煤層偽頂與直接頂隨工作面回采垮落未能填充完采空區(qū),直接頂初次斷裂距離11m;老頂受開采影響形成大垮梁,建立初次斷裂距離公式,結合支架監(jiān)測工作面阻力,分析了支架工作阻力適應工作面回采要求,通過阻力計算,分析了工作面周期來壓步距10.6m。通過數(shù)值模擬和現(xiàn)場監(jiān)測,對4171s工作面開采過程巷道變形,支承壓力變化進行了分析,得到深部工作面采動影響范圍,巷道劇烈影響范圍在工作面前方37m,巷道側向支承壓力峰值區(qū)域在5~10m�；谙锏婪�(wěn)定性控制分析,提出了巷道穩(wěn)定控制理論,選擇合適的煤柱寬度,范各莊礦深部巷道建議留設煤柱9m,巷道布置在應力較低區(qū)域,降低煤柱對下工作面回采影響。本文通過對范各莊礦4171s工作面開采頂板運動規(guī)律和巷道圍巖支護進行研究,得到范各莊礦深部開采覆巖運動規(guī)律,以及深部巷道變形控制方法,為范各莊煤礦深部工作面開采提供一定的科學依據。
【圖文】：

22411max384 JEhqLyn 中：1q -老頂上的載荷； -巖石容重；1L -初次垮落步距； h-直接頂厚度；h -老頂厚度；，2E -老頂、直接頂?shù)膹椥阅Ａ�；�?J -老頂、直接頂?shù)膽T性矩。此，當 nymaxmaxy 時，直接頂與老頂不分離；當 nymaxmaxy )時層斷層會形成如圖 3 所示。

這種平衡是一個三絞拱式的平衡[63]。頂板載荷達到巖層極限抗拉強度時，老頂巖層拉裂，因此這種老頂巖梁的極限跨度為：qRLht2max 工作面老頂在在達到極限跨度前，工作面支承載荷主要來自于未斷裂的直接頂，根據范各莊煤礦生產經驗，，工作面頂板初次來壓距離在 30m 以內，所以根據公式計算出頂板極限垮落步距maxL ，結合兩者考慮，加強控制避免工作面來壓帶來一系列破壞。2）老頂斷裂結構及其穩(wěn)定性分析老頂初次斷裂后，隨工作面推進，老頂發(fā)生周期性斷裂，斷裂結構形成塊體鉸接傳遞壓力，形成砌體梁結構，如圖 4 所示。
【學位授予單位】：華北理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TD353;TD323

【參考文獻】

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本文編號：2554530