【摘要】：巷道底板沖擊作為煤巖動力災(zāi)害的一種常見類型,對安全生產(chǎn)造成威脅。本文分析了水平應(yīng)力、物理及力學(xué)參數(shù)對底板沖擊破壞的影響規(guī)律,研究得到了巷道底板破壞的力學(xué)判據(jù)。根據(jù)尖點突變理論建立了巷道底板的突變模型,得到了巷道底板沖擊的尖點突變判別準則,并分析了突變模型中巷道底板水平應(yīng)力和位移參量對突變狀態(tài)的影響規(guī)律,劃分了判別巷道底板沖擊的4個危險等級,通過改變巷道圍巖物理力學(xué)屬性及控制應(yīng)力水平的方式,提出了巷道底板沖擊防治技術(shù)措施,并在工程實踐中進行了應(yīng)用。本文取得的主要結(jié)論如下:(1)分析了底板水平應(yīng)力和底板巖性等對巷道底板破壞的影響規(guī)律,得到了巷道底板破壞的力學(xué)機理及臨界條件,得出底板水平應(yīng)力是由構(gòu)造水平應(yīng)力及幫部煤體支承應(yīng)力的轉(zhuǎn)化疊加而成,當(dāng)?shù)装逅綉?yīng)力超過巷道底板破壞的臨界水平應(yīng)力,即σx≥σx0時,就可引起底板的破壞。(2)將巷道底板由于內(nèi)層對外層粘結(jié)力的底板板梁模型,受力后形成的彎曲結(jié)構(gòu)勢能等效為正弦函數(shù)形式,建立了巷道底板沖擊勢能的突變模型,分析了突變模型中巷道底板沖擊失穩(wěn)狀態(tài)的演化規(guī)律,基于尖點突變理論對巷道底板沖擊力學(xué)模型進行了分析,得到了巷道底板沖擊的充要條件為：(?)基于影響巷道底板沖擊的主控因素分析,得到了尖點突變模型中由巷道寬度a、底板彈性模量E和底板水平應(yīng)力σx構(gòu)成的底板沖擊判識曲面,巷道底板破壞狀態(tài)可劃分為穩(wěn)定平衡區(qū)和突變沖擊區(qū)。3個主控因素對底板破壞狀態(tài)的影響規(guī)律為:當(dāng)巷道寬度a一定時,底板沖擊破壞的臨界水平應(yīng)力σx隨著底板彈性模量E增加而增加;當(dāng)巷道彈性模量E 一定時,沖擊破壞的臨界水平應(yīng)力σx隨著巷道寬度a增加而減小。(3)基于巷道底板沖擊破壞臨界條件構(gòu)建了 FLAC3D數(shù)值模型,分析了巷道寬度a、底板彈性模量E和底板水平應(yīng)力σx與底板位移的相互影響關(guān)系,得到了在巷道底板沖擊破壞臨界條件下,底板位移與底板寬度為負相關(guān)關(guān)系,與底板彈性模量為正相關(guān)關(guān)系。(4)基于巷道底板破壞突變準則及各個控制參量之間的相互關(guān)系,得到了以底板水平應(yīng)力、底板位移和底板彈性模量為指標的沖擊危險三維判識曲面模型及判識準則,并將判識曲面模型劃分為無危險、弱危險、中等危險和強危險4個危險區(qū)域,用于判識巷道底板沖擊危險性。通過采用微震監(jiān)測、CT反演和鉆屑監(jiān)測等方法對郭家河煤礦1307工作面巷道圍巖應(yīng)力水平進行了實測分析,根據(jù)巷道底板沖擊危險三維判識曲面模型及判識準則,對巷道底板沖擊危險性進行了判識,并根據(jù)影響底板沖擊危險的主控因素分析,采用底板卸壓等方式有效降低了底板沖擊危險性。
【圖文】：

圖 1-1 工作面布置圖Figure 1-1 Layout of work surface前對于巷道底板沖擊的研究相對較少，還沒有完整的理。僅僅通過加強巷道支護手段來控制巷道底板沖擊的技術(shù)太高。因此對于巷道底板沖擊的治理還需要通過提前監(jiān)測

（a）水平應(yīng)力對底鼓影響 （b）巖性對底鼓影響圖 2-4 底板水平應(yīng)力和巖性對采動巷道底鼓特征的影響Figure 2-4 The influence of the horizontal stress and lithology of the floor on the characteristics ofthe bottom drums of the roadway圖 2-4 表明水平應(yīng)力和底板巖性是巷道底鼓的主要影響因素，因此治理巷道
【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】：2018
【分類號】：TD324

【參考文獻】

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本文編號：2605172