【摘要】：巷道變形破壞是煤礦井下常見的一種現(xiàn)象。彬長礦區(qū)普遍存在工作面巷道大變形、底鼓、支護(hù)失效等問題。本文以文家坡煤礦4102工作面運(yùn)輸巷為工程背景,采用實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場觀測、理論分析、數(shù)值模擬等方法,對工作面支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了研究。(1)進(jìn)行了現(xiàn)場采樣,在實(shí)驗(yàn)室對圍巖進(jìn)行了巖石力學(xué)、膨脹性和X射線衍射實(shí)驗(yàn),得到了圍巖的力學(xué)參數(shù),同時實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明4102運(yùn)輸巷底板泥巖含有高含量的蒙脫石、伊利石和高嶺石等礦物質(zhì),底板軟化系數(shù)為0.3,吸水性強(qiáng),膨脹性大。(2)采用圍巖松動圈測試和巷道表面位移觀測等方法,分析了巷道變形破壞特征。頂板松動圈為2100mm,兩幫為1500mm,屬于大松動圈巷道。掘進(jìn)期間,巷道變形形式以頂板下沉為主,最大值達(dá)600mm;成巷后以底鼓為主,最大值達(dá)1500mm;受采動影響期間,頂板下沉和底鼓幾乎同步。底鼓按巷道長度方向具有明顯的分段性。(3)通過分析得出引起巷道變形破壞的根本原因?yàn)閲鷰r巖性,直接原因是高應(yīng)力,重要原因是裂隙水。尤其是裂隙水降低了圍巖的強(qiáng)度,底板遇水后軟化、膨脹。通過受力分析,揭示了巷道變形破壞機(jī)理:掘進(jìn)期間在高應(yīng)力作用下頂板下沉,產(chǎn)生的附加力使幫部呈倒三角形破壞,破壞深度不斷加大,進(jìn)而引起底板失穩(wěn)鼓起,頂、幫、底三者相互影響,變形不斷加劇,最終再次平衡,圍巖破壞;成巷后主要是遇水膨脹的底板在高應(yīng)力作用下持續(xù)變形鼓起,產(chǎn)生的附加力使幫部呈正三角形破壞,引起頂板再次失衡變形,底、幫、頂三者變形達(dá)到平衡,巷道破壞。(4)對原支護(hù)方案進(jìn)行了優(yōu)化,底板進(jìn)行了隔水措施,頂板錨索由3根增加到5根,增強(qiáng)了底板和頂板的強(qiáng)度,并通過FLAC3D數(shù)值模擬和現(xiàn)場工程試驗(yàn)對新支護(hù)方案進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明,新支護(hù)方案能夠保證巷道正常使用。
【圖文】：

西安科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文1-2009）》，用配以位移傳感器和引伸計(jì)的材料試驗(yàn)機(jī)和游標(biāo)卡尺等儀器測得煤樣的抗壓強(qiáng)度和變形參數(shù)；用材料試驗(yàn)機(jī)、劈裂法實(shí)驗(yàn)夾具和游標(biāo)卡尺等儀器測出煤樣軸抗拉強(qiáng)度；用材料試驗(yàn)機(jī)、變角剪切夾具和游標(biāo)卡尺等儀器測出煤樣的剪切強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)過程見圖 2-5。（a）單軸抗壓與測變形參數(shù)實(shí)驗(yàn) （b）單軸抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

嚴(yán)重影響了礦井正常生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。道變形破壞觀測文采用圍巖松動圈測試[64,65]和巷道表面位移監(jiān)測來觀測不同期間巷道變形情況程中采用圍巖松動圈測試技術(shù)觀測巷道圍巖的破碎情況，4101 工作面回采期間采表面位移法監(jiān)測巷道變形破壞情況。巷道圍巖松動圈測試動圈測試就是監(jiān)測巷道開挖后新的破壞裂縫及其分布范圍，圍巖中有新破裂縫與裂縫的界面位置就是松動圈的邊界�；谒蓜尤y試的檢測原理，，相應(yīng)的測試方聲探測法，地質(zhì)雷達(dá)探測法和鉆孔窺視探測法等。本次圍巖松動圈測試采用鉆孔測法。鉆孔窺視探測法是通過在圍巖表面打孔，用鉆孔窺視裝置對圍巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)，、巖層分界、圍巖破碎情況、圍巖內(nèi)部裂隙的發(fā)育等情況進(jìn)行記錄，從而分析得松動圈。1）監(jiān)測設(shè)備
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD353

【參考文獻(xiàn)】

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1 王軍;衛(wèi)文彬;李世俊;;大斷面煤巷桁架錨索支護(hù)預(yù)應(yīng)力場研究與實(shí)踐[J];煤礦安全;2015年10期

2 楊本生;王仲永;賈永豐;孫利輝;高斌;;深部高應(yīng)力工程軟巖巷道非連續(xù)“雙殼”圍巖控制機(jī)理研究[J];采礦與安全工程學(xué)報;2015年05期

3 鄧東平;李亮;;基于非線性統(tǒng)一強(qiáng)度理論下的邊坡穩(wěn)定性極限平衡分析[J];巖土力學(xué);2015年09期

4 范金成;蔣斌松;張強(qiáng);;煤巷側(cè)幫壓力及錨桿參數(shù)計(jì)算[J];采礦與安全工程學(xué)報;2015年04期

5 詹平;;高應(yīng)力大斷面破碎圍巖煤巷二次主動支護(hù)技術(shù)[J];煤炭技術(shù);2015年06期

6 張向陽;高永剛;;小莊礦軟巖巷道破壞原因及治理措施[J];煤炭技術(shù);2014年12期

7 劉玉德;李兵;韓昌強(qiáng);田瑾;;開采上限區(qū)域煤巷錨桿桁架聯(lián)合支護(hù)技術(shù)研究[J];煤炭工程;2014年11期

8 曹平;陳沖;張科;蒲成志;劉濤影;;金川礦山深部巷道圍巖松動圈厚度測試與分析[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年08期

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

10 付建新;宋衛(wèi)東;杜建華;孫新博;;中深孔開采急傾斜薄礦體采場頂板力學(xué)模型及圍巖擾動規(guī)律研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2014年S1期

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1 韓冬冬;基于摩爾—庫侖屈服準(zhǔn)則的條形基礎(chǔ)極限承載力分析[D];浙江大學(xué);2016年

2 于遠(yuǎn)祥;矩形巷道圍巖變形破壞機(jī)理及在王村礦的應(yīng)用研究[D];西安科技大學(xué);2013年

3 鄭西貴;煤礦巷道錨桿錨索托錨力演化機(jī)理及圍巖控制技術(shù)[D];中國礦業(yè)大學(xué);2013年

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1 賈飛鵬;石窯店煤礦回采巷道支護(hù)優(yōu)化研究[D];西安科技大學(xué);2018年

2 吳蒸;東峰煤礦3號煤工作面巷道錨桿支護(hù)方案合理性研究[D];西安科技大學(xué);2017年

3 李曉飛;大佛寺礦采區(qū)巷道圍巖松動圈分布規(guī)律及支護(hù)技術(shù)研究[D];西安科技大學(xué);2013年

4 康志強(qiáng);全煤巷道錨桿支護(hù)參數(shù)數(shù)值模擬分析[D];河北理工學(xué)院;2003年

本文編號：2674638