【摘要】：厚煤層遺留煤柱資源儲量豐富,是資源枯竭型礦井回收利用重點(diǎn)開發(fā)對象,有效回收遺留煤柱資源和控制巷道圍巖變形對提高資源回收率、安全高效生產(chǎn)具有重要意義。本論文根據(jù)莒山煤礦3#煤層采礦地質(zhì)條件,以遺留煤柱回收及其下伏巷道圍巖穩(wěn)定性控制為研究對象,采用了理論分析、模擬試驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)測等研究方法,對遺留煤柱回收及巷道圍巖控制技術(shù)進(jìn)行了研究。本論文主要研究成果如下:(1)莒山煤礦3#煤層賦存較為復(fù)雜,而地質(zhì)構(gòu)造和水文條件相對簡單;在此基礎(chǔ)上,采集ZF302遺留煤柱下伏運(yùn)輸大巷區(qū)域煤巖層樣品,在實(shí)驗(yàn)室對煤巖物理力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了測試,掌握了煤層、頂板巖層的單軸抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等物理力學(xué)性質(zhì)。(2)采用巖層探測鉆孔攝像系統(tǒng),對ZF302遺留煤柱工作面下伏運(yùn)輸大巷進(jìn)行了圍巖松動圈現(xiàn)場測試,測試結(jié)果表明,下伏運(yùn)輸大巷左幫圍巖松動圈范圍為0.55~0.65 m、右?guī)蛧鷰r松動圈范圍為0.45~0.60 m、頂板圍巖松動圈范圍為1.20~1.35 m,下伏運(yùn)輸大巷基本上屬于中小松動圈,為巷道支護(hù)提供了參數(shù)。(3)通過計算得出ZF302遺留煤柱支承壓力影響距離為35.14 m,確定了煤柱載荷的分布類型;分析了煤柱應(yīng)力在底板的傳遞特征,結(jié)果表明,莒山煤礦ZF302遺留煤柱工作面下伏巷道將會受到采動應(yīng)力的較強(qiáng)影響;計算了煤柱底板破壞深度最大可達(dá)15.22 m,為ZF302工作面下伏運(yùn)輸大巷的加固提供了依據(jù)。(4)建立了遺留煤柱回收及下伏巷道圍巖變形數(shù)值計算模型,模擬結(jié)果表明,ZF302遺留煤柱工作面開采過程中超前應(yīng)力峰值在20 m左右,ZF302工作面底板垂直應(yīng)力峰值約20 MPa,水平應(yīng)力峰值約5 MPa;ZF302工作面下伏運(yùn)輸大巷兩幫垂直應(yīng)力峰值約19 MPa,頂板垂直應(yīng)力峰值約13.6 MPa;下伏運(yùn)輸大巷兩幫整體移近量約180 mm,頂?shù)装宓恼w移近量約150 mm;開采后的下伏運(yùn)輸大巷圍巖塑性區(qū)范圍較開采前塑性區(qū)面積增加約2倍以上。(5)確定了ZF302遺留煤柱工作面巷道布置方式及其相應(yīng)的配套開采工藝參數(shù);提出了下伏運(yùn)輸大巷圍巖控制技術(shù)方案,即采用壁后充填、錨桿錨索等支護(hù)方法對距離ZF302工作面底板不同垂距的下伏運(yùn)輸大巷進(jìn)行加固;現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果表明,ZF302工作面支架最大工作阻力為28.59 MPa;最終下伏運(yùn)輸大巷兩幫整體變形移近量約135 mm,頂?shù)装逭w移近量約80 mm,頂板最大離層量約30 mm,可以保證回收遺留煤柱資源時能夠有效控制下伏運(yùn)輸大巷變形。
【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
【圖文】：

論文技術(shù)路線

屬于厚煤層，而下伏運(yùn)輸大巷在煤柱工作面下部，垂距 10～20 m 左右，為砌碹三心拱，凈寬 4.2 m，直墻高 1.5 m。ZF302 煤柱工作面和下伏運(yùn)輸大巷位置層位如圖 2-2 所示，ZF302 遺留煤柱工作面布置如圖 2-3 所示。ZF302遺留煤柱工作面下伏運(yùn)輸大巷圖 2-2 ZF302 遺留煤柱工作面與巷道關(guān)系示意圖 2-2 The layout scheme of ZF302 remaining coal pillar mining face and roadway

巖樣名稱并編號；度進(jìn)行監(jiān)測，并且測量試件尺寸；盤在進(jìn)行選擇時，應(yīng)滿足下式：0max00. 2P P 0.8P大破壞載荷，kN；機(jī)度盤最大值，kN。具內(nèi)，對準(zhǔn)加載基線，用夾持螺釘固定試試件放在試驗(yàn)機(jī)承壓板中間，試件和試驗(yàn)，施加載荷并松開夾持螺釘，以 0.03～0.以及試驗(yàn)現(xiàn)象。

【參考文獻(xiàn)】

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1 康紅普;范明建;高富強(qiáng);張輝;;超千米深井巷道圍巖變形特征與支護(hù)技術(shù)[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2015年11期

2 王襄禹;柏建彪;王猛;;弱面影響下深部傾斜巖層巷道非均稱失穩(wěn)機(jī)制與控制技術(shù)[J];采礦與安全工程學(xué)報;2015年04期

3 郭惟嘉;王海龍;劉增平;;深井寬條帶開采煤柱穩(wěn)定性及地表移動特征研究[J];采礦與安全工程學(xué)報;2015年03期

4 張斌;王存文;譚洪山;史先鋒;成功;;淺埋深煤層長壁式復(fù)采區(qū)段煤柱穩(wěn)定性研究[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2015年01期

5 查文華;李雪;華心祝;武騰飛;殷石陽;;基本頂斷裂位置對窄煤柱護(hù)巷的影響及應(yīng)用[J];煤炭學(xué)報;2014年S2期

6 張農(nóng);王曉卿;闞甲廣;史英男;王龍江;;巷道圍巖擠壓位移模型及位移量化分析方法[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年06期

7 王連國;韓猛;王占盛;歐蘇北;;采場底板應(yīng)力分布與破壞規(guī)律研究[J];采礦與安全工程學(xué)報;2013年03期

8 王方田;屠世浩;李召鑫;屠洪盛;陳芳;;淺埋煤層房式開采遺留煤柱突變失穩(wěn)機(jī)理研究[J];采礦與安全工程學(xué)報;2012年06期

9 閆帥;柏建彪;卞卡;霍靈軍;劉學(xué)勇;;復(fù)用回采巷道護(hù)巷煤柱合理寬度研究[J];巖土力學(xué);2012年10期

10 張文武;吳愛平;;煤柱回收礦壓分析及開采技術(shù)研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2012年S1期

本文編號：2784302