【摘要】：為研究堅硬基本頂側(cè)向斷裂對沿空留巷影響及控制研究,本文綜合采用理論分析、數(shù)值模擬分析以及工業(yè)性試驗分析等研究方法,主要研究沿空留巷基本頂大跨距斷裂特征、大跨距關(guān)鍵塊斷裂下不同強度、寬度充填體的變形規(guī)律、大跨距關(guān)鍵塊復(fù)合鉸接斷裂下充填體的穩(wěn)定性以及沿空留巷基本頂大跨距斷裂下巷道圍巖支護方案及其參數(shù)。通過把研究成果運用到興無煤礦工業(yè)性試驗中,巷道圍巖變形在可允許范圍內(nèi)且控制效果良好,從而驗證了基本頂大跨距斷裂下巷道圍巖控制方案的適用性、穩(wěn)固性。主要研究結(jié)果,如下:(1)根據(jù)基本頂大跨距斷裂形成的條件,分析得出上覆巖層的性質(zhì)、采高、基本頂斷裂位置以及基本頂斷裂后關(guān)鍵塊的傾斜寬度是影響基本頂斷裂下形成大跨距關(guān)鍵塊的主要因素。(2)對關(guān)鍵塊不同復(fù)合鉸接結(jié)構(gòu)斷裂下受力分析,理論推導(dǎo)出關(guān)鍵塊B在整體、“一分為二”以及“一分為三”情況下分別受到直接頂?shù)淖饔昧_1,三種情況下作用力F_1均不同,從而得出關(guān)鍵塊B斷裂成小塊體對巷旁充填體的作用力比完整塊體要小。同時也說明小塊體對基本頂起到卸壓作用,有利于巷道圍巖和充填體的穩(wěn)定性。(3)對基本頂大跨距斷裂建立力學(xué)模型,受力分析得出巖塊A受到多種力的相互作用,包括巖塊A上覆巖層對其施加的均布載荷q_1、直接頂對其向上的作用載荷q_2、巖塊B的相互擠壓力以及充填體的支撐作用力。根據(jù)巖塊A受力分析及其間相互作用關(guān)系,推導(dǎo)出充填體所受靜載荷F。(4)利用數(shù)值模擬分析得出,不同寬度、強度(水灰比參數(shù))充填體下充填體橫向、軸向位移量和應(yīng)力大小均不同,巷道圍巖變形和受力也均不同。通過比較分析,最終確定在基本頂大跨距斷裂下充填體合理的參數(shù)為寬度1.2 m,強度采用水灰比1.5:1的高水材料。(5)基于大跨距關(guān)鍵塊不同復(fù)合鉸接斷裂下,通過數(shù)值模擬得出,對于充填體的橫向、軸向位移量,均隨著關(guān)鍵塊劃分塊數(shù)的增加依次減小,而充填體軸向變形相對嚴重;對于充填體軸向應(yīng)力值隨著關(guān)鍵塊劃分塊數(shù)的增加而減小,而充填體所受到的橫向應(yīng)力與劃分不同塊數(shù)的關(guān)鍵塊有較小關(guān)系。
【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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本文編號：2646884