我國(guó)是個(gè)產(chǎn)煤大國(guó),也是一個(gè)用煤大國(guó),豐富的煤炭資源為我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注入了源源不斷的動(dòng)力。但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的大量開(kāi)采,煤炭資源保有量急劇下降,為了保證我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,提高煤炭資源的采出率,避免資源的浪費(fèi)勢(shì)在必行,沿空留巷技術(shù)也順勢(shì)得到了大力推廣。然而沿空留巷技術(shù)現(xiàn)大多用于近水平煤層,對(duì)于緩傾斜綜放沿空留巷研究較少。因此,開(kāi)展該方面的研究具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。本文以暖泉煤業(yè)10號(hào)煤層緩傾斜綜放工作面為研究背景,首先進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,了解工作面生產(chǎn)情況并收集整理頂?shù)装鍘r層分布狀況及力學(xué)性質(zhì);其次對(duì)沿空留巷期間圍巖活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究,并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)力學(xué)情況構(gòu)建巷旁支護(hù)體礦壓計(jì)算模型,同時(shí)對(duì)巷旁及巷內(nèi)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì);之后運(yùn)用數(shù)值模擬的方法對(duì)所提出的圍巖控制方案進(jìn)行可行性驗(yàn)證;最終通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中的礦壓觀測(cè)對(duì)沿空留巷效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。論文所得到的主要成果如下:(1)對(duì)沿空留巷過(guò)程中圍巖活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了分析研究,初步掌握了沿空留巷期間圍巖變形及礦壓分布規(guī)律。同時(shí)結(jié)合暖泉煤業(yè)10號(hào)煤層地質(zhì)條件建立了沿空留巷礦壓計(jì)算模型。(2)針對(duì)影響沿空留巷穩(wěn)定性的煤層傾角因素進(jìn)行了分析,得出傾角越大,巷旁支護(hù)體受到來(lái)自上方巖層的切向力越大,越不利于巷旁支護(hù)體的穩(wěn)定,故在進(jìn)行旁巷充填體的支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)因充分考慮該因素的影響。(3)通過(guò)對(duì)巷旁支護(hù)體作用的分析并且結(jié)合實(shí)際情況,確定采用柔�；炷吝B續(xù)墻作為巷旁支護(hù)體。設(shè)計(jì)墻體寬度為1.2m,選用標(biāo)號(hào)C30的混凝土,并且施加間排距均為800mm的橫向錨栓進(jìn)行強(qiáng)化。同時(shí),在對(duì)巷內(nèi)支護(hù)體性能要求進(jìn)行分析之后,確定巷內(nèi)基本支護(hù)采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù),并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。(4)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理之后,運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬軟件對(duì)暖泉煤業(yè)10107運(yùn)輸順槽進(jìn)行沿空留巷數(shù)值模擬研究,結(jié)果表明在采用設(shè)計(jì)支護(hù)方案條件下,10107留巷順槽可以滿足本工作面及下工作面安全回采的要求。(5)在工業(yè)性試驗(yàn)中根據(jù)暖泉煤業(yè)的實(shí)際情況,對(duì)其充填工藝及流程進(jìn)行了設(shè)計(jì),并且對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行了選型計(jì)算。同時(shí),由現(xiàn)場(chǎng)礦壓觀測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),巷道頂?shù)装逡平孔畲鬄?85mm,兩幫移近量最大為302mm,均位于安全允許范圍之內(nèi),留巷效果良好。從經(jīng)濟(jì)技術(shù)角度分析得出,采用沿空留巷技術(shù)后,不僅緩解了礦井的采掘接替緊張的矛盾,每回收一個(gè)煤柱還可以獲得8187萬(wàn)元以上的經(jīng)濟(jì)效益。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD353
【部分圖文】：

了響應(yīng)國(guó)家節(jié)約資源的號(hào)召，最大限度的提高礦井的采出率，并且改善礦，緩解采掘接替緊張的問(wèn)題，暖泉煤業(yè)擬在 10107 綜放工作面運(yùn)輸順槽進(jìn)根據(jù)采掘接替情況，并且考慮工作面運(yùn)料、行人等要求，10107 運(yùn)輸順槽為 10109 工作面軌道順槽使用。質(zhì)力學(xué)參數(shù)測(cè)定及圍巖鉆孔窺視分析圍巖鉆孔窺視分析了更加詳細(xì)的了解暖泉煤業(yè) 10 號(hào)煤頂板的賦存狀況，掌握其內(nèi)部的節(jié)理及煤巖層厚度等變化，項(xiàng)目組成員采用圍巖鉆孔窺視儀（如圖 4-1）對(duì) 10分頂板進(jìn)行圍巖鉆孔窺視。詳細(xì)方案如下：在 10107 運(yùn)輸順槽距離順槽口 個(gè)用于窺視的鉆孔，窺視深度為 15~20m，本次窺視有效深度為 18m，圖視圖像的展開(kāi)結(jié)果。

質(zhì)力學(xué)參數(shù)測(cè)定及分析體地質(zhì)力學(xué)參數(shù)是進(jìn)行工程設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬計(jì)算中十分重要的一部分中，對(duì)數(shù)值模型進(jìn)行較為精準(zhǔn)的地質(zhì)力學(xué)參數(shù)的賦值，可以最大限度力學(xué)環(huán)境，得出較為準(zhǔn)確的數(shù)值計(jì)算結(jié)果。能夠全面掌握 10 號(hào)煤層頂?shù)装鍘r層巖石力學(xué)特性，本次采用 WQCZ-道圍巖強(qiáng)度測(cè)定裝置（如圖 4-3），對(duì) 10 號(hào)煤層圍巖強(qiáng)度進(jìn)行原位測(cè)測(cè)試共布置 1 個(gè)測(cè)點(diǎn)，圍巖強(qiáng)度測(cè)試所用鉆孔與 10107 運(yùn)輸順槽的頂行進(jìn)行鉆孔窺視后再進(jìn)行圍巖強(qiáng)度的測(cè)試�，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)束后，對(duì)測(cè)試析和換算后，得到暖泉煤業(yè) 10 號(hào)煤層及頂板巖層強(qiáng)度分布情況。根巖層的平均強(qiáng)度，并結(jié)合鉆孔窺視結(jié)果，得出各個(gè)鉆孔的巖性及強(qiáng)度板圍巖強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果分別呈現(xiàn)于表 4-1 和圖 4-4 中，由圖表中數(shù)據(jù)可整體強(qiáng)度較小。

圖 4-4 10107 運(yùn)輸順槽頂板圍巖強(qiáng)度測(cè)試曲線圖Figure 4-4 Test curve of the surrounding rock strength of the 10107 transport chann以上鉆孔窺視及圍巖強(qiáng)度測(cè)試數(shù)據(jù)以及礦方提供地質(zhì)資料，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，得出 10 號(hào)煤頂?shù)装鍘r層及其力學(xué)參數(shù)如表 4-2 所示。表 4-2 10 號(hào)煤頂?shù)装鍘r層力學(xué)參數(shù)表Table 4-2 Mechanical parameters of the top and bottom rock formations of No. 1容重（N/cm）抗拉強(qiáng)度(Mpa)抗壓強(qiáng)度（Mpa）內(nèi)摩擦角（°）內(nèi)聚力（Mpa）彈性模量（Gpa） 12.50 1.2 13.69 21.27 2.12 1.47 25.00 1.98 14.33 28.66 6.72 4.78 25.28 2.68 24.07 9.84 9.66 5.89 25.20 2.03 19.49 28.66 6.41 4.78 25.14 1.86 17.71 25.69 3.45 3.64 12.50 1.2 11.43 21.27 2.12 1.47
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本文編號(hào)：2880509