【摘要】：本文以余吾煤礦西翼進風(fēng)大巷受工作面擾動段作為研究背景,采用數(shù)值計算、理論分析的方法對大巷失穩(wěn)機理、底鼓產(chǎn)生力學(xué)機理、不同底鼓控制技術(shù)與讓壓錨桿作用機理進行分析,提出底板U型鋼反底拱+注漿錨桿與頂幫讓壓錨桿對大巷的聯(lián)合支護技術(shù),并利用工業(yè)性試驗驗證了該方案的合理性。主要研究成果如下:(1)巷道在工作面反復(fù)擾動影響下,錨噴支護結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力呈現(xiàn)明顯的非均勻性,巷頂、巷肩與巷底均出現(xiàn)張拉應(yīng)力集中現(xiàn)象,拱肩處出現(xiàn)剪切應(yīng)力現(xiàn)象。對錨桿索受力特征進行分析可以得出:位于巷頂、巷肩和巷底處的錨桿索會首先發(fā)生破壞,局部支護結(jié)構(gòu)失效后,局部圍巖變形加劇,逐漸導(dǎo)致整體支護結(jié)構(gòu)的破壞失效與圍巖失穩(wěn)破壞。(2)以彈塑性理論為基礎(chǔ)建立巷道底鼓力學(xué)模型,結(jié)合滑移線場理論推得底板最大深度理論公式,計算得出西翼進風(fēng)大巷破壞深度為4.5m,同時利用VB對底板最大破壞深度與底板圍巖應(yīng)力、巖體內(nèi)摩擦角與內(nèi)聚力三種影響因素的關(guān)系曲線進行分析,結(jié)果表明巷道底板破壞深度與底板圍巖應(yīng)力呈正相關(guān)、與底板巖體內(nèi)聚力c和內(nèi)摩擦角φ呈負相關(guān),為后文底板控制機理提供理論依據(jù)。(3)通過數(shù)值計算對1.0m、1.4m、1.8m和2.2m四種卸壓槽深度下圍巖應(yīng)力分布、圍巖變形和破壞特征的研究,分析不同卸壓槽尺寸時巷道底板控制效果,研究表明:隨著卸壓槽深度的增加,底板變形情況會逐漸得到改善,同時卸壓槽兩側(cè)巖體增大的水平位移使得卸壓槽也趨于閉合,但巷道頂板下沉量與兩幫相對移近量會逐漸增加。(4)以原支護方案作為對比方案,結(jié)合三種新的底板支護方案進行對比分析。分析結(jié)果得出:從控制巷道底板變形方面考慮,排除錨注支護。從整體巷道圍巖影響來看,“卸壓槽+注漿錨桿”會影響到巷道兩幫與頂板圍巖的穩(wěn)定性,而“反底拱+注漿錨桿”則會通過控制底板處于穩(wěn)定狀態(tài)。最終結(jié)合圍巖應(yīng)力分布與破壞特征確定底板控制方案為“U型鋼反底拱+注漿錨桿”聯(lián)合支護。(5)利用數(shù)值模擬的方式分析了不同讓壓距離下錨桿受力變化規(guī)律,讓壓距離為0mm時,巷道圍巖應(yīng)力集中區(qū)域的錨桿受力均發(fā)生破斷失效,當(dāng)讓壓距離增加至20mm時,所有錨桿都得到有效保護,因此選擇錨桿讓壓距離為20mm。對不同讓壓距離下圍巖變形規(guī)律進行分析,得出圍巖變形量隨著讓壓距離的增加呈現(xiàn)先降低后升高的變化規(guī)律。
【圖文】：

2 試驗巷道變形破壞特征分析表 2-1 煤巖體力學(xué)參數(shù)Table 2-1 Mechanics parameters of coal and rock mass彈性模量/GPa剪切模量/GPa摩擦角/(°) 黏聚力/MPa抗拉/M 2.9 1.7 31 1.2 2 7.6 4.2 41 2.9 3 6.4 3.2 35 2.4 21.8 0.7 26 1.0 1 6.6 3.4 31 1.2 2

1.8 0.7 26 1.0 1 6.6 3.4 31 1.2 2圖 2-3 數(shù)值計算模型圖Figure 2-3 Model Diagramfor numerical computing
【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】：2019
【分類號】：TD353

【參考文獻】

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1 劉慶利;陳江;任建喜;劉濤;朱世陽;;深部軟巖巷道底鼓機理與控制技術(shù)研究[J];煤炭技術(shù);2014年08期

2 肖樂軍;;煤礦深部軟巖巷道反底拱支護技術(shù)[J];中州煤炭;2014年07期

3 鄭西貴;劉娜;張農(nóng);花錦波;馮曉巍;;深井巷道撓曲褶皺性底臌機理與控制技術(shù)[J];煤炭學(xué)報;2014年03期

4 神文龍;柏建彪;于洋;劉飛;黃中峰;;泥質(zhì)底板動壓巷道底鼓機理及控制技術(shù)研究[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2014年03期

5 劉玉建;;反底拱支護在深井軟巖巷道中的應(yīng)用[J];科技信息;2014年05期

6 崔魏;陳威;崔峰;;深部高應(yīng)力巷道底鼓大變形控制技術(shù)研究[J];煤炭工程;2013年11期

7 張衛(wèi)東;鄒永德;;深部高應(yīng)力巷道治理底鼓技術(shù)研究與應(yīng)用[J];煤炭科技;2013年03期

8 丁家貴;倪先杰;牛心剛;;深井軟巖巷道內(nèi)錨外架支護技術(shù)體系研究及應(yīng)用[J];煤炭工程;2013年03期

9 李成才;楊團輝;;巷道底鼓的成因及其防治措施[J];煤炭技術(shù);2012年11期

10 高喜才;趙強;;深井全煤巷道反底拱支護優(yōu)化數(shù)值模擬研究[J];煤礦開采;2012年02期

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本文編號：2622496