本文關(guān)鍵詞：極近距離煤層回采巷道布置方式及圍巖控制技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國煤炭工業(yè)的快速發(fā)展,煤炭企業(yè)的機(jī)械化程度日益提高,開采強(qiáng)度逐步增大,埋藏條件較好的煤層逐漸被開采枯竭,而煤炭作為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要能源之一,在此后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)仍將大幅度地進(jìn)行開采,此時(shí),賦存條件較差的煤層,如極近距離煤層群的聯(lián)合開采逐步走入人們的視野,并將或已經(jīng)成為煤炭開采的下一個(gè)主體。 由于成煤的條件不同,極近距離煤層群的賦存情況也不盡相同,主要表現(xiàn)在層間距的不同、各煤層煤質(zhì)的不同、煤層可采厚度的不同及各煤層頂?shù)装鍘r性和厚度的不同等等。在極近距離煤層聯(lián)合開采時(shí),由于煤層的相互距離較近,上層煤的開采必然會(huì)對其底板,也就是下煤層的頂板及煤體的連續(xù)性和完整性產(chǎn)生破壞,導(dǎo)致下部煤層無法正常開采,造成資源浪費(fèi)。 因此,為了既要保證煤炭企業(yè)的產(chǎn)量,又要使各煤層的回采工作安全可靠,同時(shí)還要盡量減少煤炭資源的損失率,極近距離煤層回采巷道的布置方式及其圍巖控制技術(shù)就成為影響煤炭企業(yè)安全高效開采煤炭資源的重要因素。 本文以山西煤炭運(yùn)銷集團(tuán)蘆子溝煤礦為研究背景,采取理論計(jì)算、數(shù)值模擬研究及力學(xué)模型建立相結(jié)合的方法,對層間距為3.1m的極近距離煤層上下煤層間回采巷道的布置方式及其圍巖控制技術(shù)進(jìn)行分析研究。通過研究得出以下結(jié)論： (1)通過比值判別法及“三帶”判別法計(jì)算層間距為3.1m的極近距離煤層的圍巖破壞深度,最終確定該地質(zhì)條件下的煤層群應(yīng)當(dāng)采用下行式開采順序。 (2)通過理論分析及力學(xué)模型的建立對極近距離煤層殘留煤柱的穩(wěn)定性進(jìn)行研究,分析得出當(dāng)殘留煤柱的寬度大于2倍的極限平衡區(qū)的長度,即煤柱中央存在一定寬度的彈性核時(shí),該殘留煤柱是穩(wěn)定煤柱。 (3)通過理論計(jì)算對極近距離煤層開采時(shí)上層煤極限平衡區(qū)和彈性區(qū)的長度范圍進(jìn)行分析,得出外錯(cuò)式巷道布置方式的理論外錯(cuò)距計(jì)算公式,以及通過對其底板破壞范圍的分析計(jì)算得出內(nèi)錯(cuò)式巷道布置方式的理論內(nèi)錯(cuò)距計(jì)算公式,并結(jié)合蘆子溝煤礦的具體地質(zhì)條件最終確定該煤礦采用外錯(cuò)式巷道布置方式。 (4)通過采用FLAC3D數(shù)值模擬對蘆子溝煤礦上下煤層回采巷道的外錯(cuò)式布置,錯(cuò)距分別為3m、5m、7m、9m和12m時(shí)的礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及其巷道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究,最終確定外錯(cuò)9m為該3.1m極近距離煤層回采巷道的錯(cuò)距值是安全合理的。 (5)采用理論分析和力學(xué)模型建立的方法,對極近距離煤層回采巷道頂板的受力情況進(jìn)行分析,確定該煤礦回采巷道的支護(hù)方式為錨網(wǎng)梁索聯(lián)合支護(hù),并給出了相應(yīng)的支護(hù)參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：極近距離煤層 聯(lián)合開采 合理錯(cuò)距 圍巖控制
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TD822.2;TD823.9
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 目錄8-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 極近距離課題研究的背景和意義11-13
• 1.1.1 極近距離煤層的概念及極近距離煤層聯(lián)合開采的特點(diǎn)11-13
• 1.1.2 極近距離煤層回采巷道布置方式的研究意義13
• 1.2 國內(nèi)外極近距離煤層開采研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 極近距離煤層圍巖應(yīng)力分布規(guī)律研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 極近距離煤層開采順序的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.3 極近距離煤層開采底板巖層結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 極近距離煤層巷道布置方式的研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 極近距離煤層開采目前存在的主要問題18-19
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容與方法19-20
• 1.5 論文研究的技術(shù)路線20-21
• 第二章 極近距離煤層回采巷道布置方式理論分析21-41
• 2.1 開采順序的選擇21-25
• 2.1.1 影響選擇開采順序的因素21-22
• 2.1.2 選擇開采順序的依據(jù)22-25
• 2.2 回采巷道的布置方式及其優(yōu)缺點(diǎn)25-35
• 2.2.1 三種布置方式的優(yōu)缺點(diǎn)28-29
• 2.2.2 煤柱穩(wěn)定性分析29-30
• 2.2.3 煤柱寬度的留設(shè)及其支承壓力的分布30-33
• 2.2.4 煤柱支承壓力對底板的破壞范圍研究33-35
• 2.3 回采巷道布置方式的適用性分析35-36
• 2.4 工程實(shí)例36-39
• 2.4.1 極近距離煤層回采工作面地質(zhì)條件36-37
• 2.4.2 開采順序的選擇37
• 2.4.3 回采巷道布置方式的選擇37-39
• 2.5 本章小結(jié)39-41
• 第三章 極近距離煤層回采巷道布置方式數(shù)值模擬研究41-53
• 3.1 模擬軟件介紹41-42
• 3.2 數(shù)值模擬的目的及模型的建立42-44
• 3.2.1 數(shù)值模擬的目的42
• 3.2.2 數(shù)值模擬的建立和內(nèi)容42-44
• 3.2.3 數(shù)值模擬的過程44
• 3.3 數(shù)值模擬結(jié)論分析44-51
• 3.3.1 不同錯(cuò)距下巷道圍巖應(yīng)力分布特征45-48
• 3.3.2 不同錯(cuò)距下巷道屈服破壞特征48-50
• 3.3.3 不同錯(cuò)距下巷道圍巖移近量50-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 第四章 極近距離煤層聯(lián)合開采回采巷道支護(hù)設(shè)計(jì)研究53-73
• 4.1 概述53-54
• 4.2 回采巷道圍巖變形規(guī)律54-56
• 4.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖相互作用機(jī)理56-58
• 4.4 巷道支護(hù)理論及設(shè)計(jì)方法58-62
• 4.4.1 錨桿作用機(jī)理分析58-59
• 4.4.2 錨桿支護(hù)理論59-61
• 4.4.3 錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法61-62
• 4.5 極近距離煤層回采巷道支護(hù)設(shè)計(jì)62-69
• 4.5.1 回采巷道頂板受力分析62-64
• 4.5.2 頂錨桿參數(shù)確定64-67
• 4.5.3 錨索參數(shù)確定67-69
• 4.5.4 幫錨桿參數(shù)確定69
• 4.6 巷道支護(hù)方案69-70
• 4.7 本章小結(jié)70-73
• 第五章 結(jié)論與展望73-77
• 5.1 主要研究結(jié)論73-74
• 5.2 不足與展望74-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-83
• 附錄A：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：273266