薄煤層上行開采頂板巷道圍巖穩(wěn)定性研究
本文關(guān)鍵詞:薄煤層上行開采頂板巷道圍巖穩(wěn)定性研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:本文根據(jù)四川達(dá)竹煤電集團(tuán)公司小河嘴煤礦201采區(qū)工作面現(xiàn)場地質(zhì)和生產(chǎn)技術(shù)條件,采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場觀測相結(jié)合的方法,研究了采場覆巖破壞變形特征和上工作面巷道變形情況,論文取得的主要研究成果如下: (1)采用比值判別法、“三帶”判別法和圍巖平衡法分析了小河嘴煤礦2016(22)工作面上行開采可行性,得出24煤層與22煤層間距大于22煤層開采后的裂縫帶高度,位于平衡巖層上方,自身可形成平衡巖層結(jié)構(gòu),層間不發(fā)生錯動,上行開采可正常進(jìn)行。并確定2016(24)工作面開采的間隔時間為5.9月。 (2)采用單因素分類、多因素分類法對小河嘴煤礦2016(24)工作面巷道圍巖進(jìn)行分類,確定巷道圍巖為Ⅲ類圍巖,即中等穩(wěn)定圍巖。根據(jù)巷道錨桿支護(hù)理論和圍巖分類,在小河嘴煤礦2016(24)工作面風(fēng)巷原有支護(hù)情況的基礎(chǔ)上,提出了“錨桿+錨索+金屬網(wǎng)+鋼筋梯”的加強(qiáng)支護(hù)方式。 (3)隨著采空區(qū)范圍擴(kuò)大,24煤層應(yīng)力重新分布,垂直應(yīng)力可分為三個區(qū)域:應(yīng)力增高區(qū)、應(yīng)力卸壓區(qū)和應(yīng)力穩(wěn)定區(qū)。采空區(qū)上方支撐壓力分布非對稱分布,其最大值出現(xiàn)在工作面前方15m左右和開切眼后方5m處,峰值最大為原巖應(yīng)力的1.5倍,應(yīng)力集中并不劇烈。采空區(qū)上方為應(yīng)力卸壓區(qū),工作面后方10m和開切眼后方10m壓力達(dá)到最小值,推進(jìn)50m時壓力接近為零,下沉達(dá)到最大值為0.360m。工作面推進(jìn)80m后采工作面后方40m上方出現(xiàn)應(yīng)力穩(wěn)定區(qū),矸石基本壓實(shí),應(yīng)力穩(wěn)定區(qū)垂直應(yīng)力基本等于原巖應(yīng)力。 (4)加強(qiáng)支護(hù)方案兩幫移近量明顯減小,巷道頂?shù)装逡平繙p小不明顯,說明巷道頂?shù)装遄冃我缘装遄冃螢橹,在錨網(wǎng)梁聯(lián)合支護(hù)作用下,使巷道頂板中垂直壓力向巷道兩側(cè)深部轉(zhuǎn)移,降低了兩幫的壓力,利于巷道兩幫的支護(hù)。 (5)2016(22)工作面開采對該巷道的影響范圍大致為工作面前后73m,加強(qiáng)支護(hù)后,影響范圍減小。下工作面超前支承壓力對該巷道影響不大,工作面后方22m左右,覆巖斷裂離層,巷道變形劇烈,巷道上方明顯離層,工作面后方50m之后,矸石逐漸壓實(shí),巷道變形趨于穩(wěn)定。 (6)上行開采頂板巷道不同支護(hù)區(qū)頂板位移相差不大,與模擬煤層下沉量相接近,說明上行開采巷道頂板位移可以較為準(zhǔn)確的反映頂板覆巖的活動情況。采空區(qū)頂板巷道頂板水平位移最大處指向開切眼,穩(wěn)定后位移并不趨于0,指向采空區(qū)中心。
【關(guān)鍵詞】:上行開采 頂板巷道 巷道支護(hù) 數(shù)值模擬 現(xiàn)場觀測
【學(xué)位授予單位】:重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號】:TD353
【目錄】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-8
- 1 緒論8-16
- 1.1 研究目的和意義8
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-15
- 1.2.1 上行開采研究現(xiàn)狀8-12
- 1.2.2 巷道圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀12-15
- 1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線15-16
- 1.3.1 研究內(nèi)容15
- 1.3.2 技術(shù)路線15-16
- 2 上行開采頂板巷道合理支護(hù)16-37
- 2.1 工作面概況16-17
- 2.2 上行開采覆巖破壞規(guī)律17-21
- 2.2.1 覆巖破壞分帶特征17-18
- 2.2.2 覆巖破壞與圍巖平衡18-19
- 2.2.3 采動影響的時空關(guān)系19-21
- 2.3 上行開采可行性分析21-23
- 2.3.1 比值判別法21
- 2.3.2 “三帶”判別法21-22
- 2.3.3 圍巖平衡法22-23
- 2.3.4 時間間隔判定23
- 2.4 上行開采工作面附近破壞范圍23-27
- 2.4.1 上行開采工作面附近應(yīng)力分布23-24
- 2.4.2 工作面附近破壞范圍24-27
- 2.5 上行開采頂板巷道圍巖控制27-29
- 2.5.1 回采工作面周圍支承壓力分布27-28
- 2.5.2 頂板巷道礦壓顯現(xiàn)規(guī)律28-29
- 2.5.3 頂板巷道圍巖控制29
- 2.6 巷道圍巖分類29-32
- 2.6.1 單因素分類法30-31
- 2.6.2 多因素分類法31
- 2.6.3 巷道圍巖分類31-32
- 2.7 支護(hù)方案設(shè)計32-36
- 2.7.1 錨桿支護(hù)理論32-34
- 2.7.2 支護(hù)方案設(shè)計34-36
- 2.8 本章小結(jié)36-37
- 3 數(shù)值模擬37-54
- 3.1 數(shù)值模擬程序 UDEC 概述37-38
- 3.2 模型建立38-40
- 3.2.1 模型尺寸38
- 3.2.2 邊界條件38-39
- 3.2.3 模型物理力學(xué)參數(shù)39-40
- 3.3 模擬結(jié)果分析40-52
- 3.3.1 走向模型分析40-46
- 3.3.2 傾向模型分析46-52
- 3.4 本章小結(jié)52-54
- 4 現(xiàn)場觀測54-62
- 4.1 巷道觀測內(nèi)容和測站布置54
- 4.1.1 觀測內(nèi)容54
- 4.1.2 測站布置54
- 4.2 巷道觀測方法54-56
- 4.2.1 巷道表面位移54-55
- 4.2.2 巷道頂板內(nèi)部位移55
- 4.2.3 巷道頂板位移55-56
- 4.3 巷道觀測結(jié)果與分析56-60
- 4.3.1 巷道表面位移觀測56-58
- 4.3.2 巷道頂板內(nèi)部位移觀測58-59
- 4.3.3 巷道頂板位移觀測59-60
- 4.4 本章小結(jié)60-62
- 5 結(jié)論與展望62-64
- 5.1 主要結(jié)論62-63
- 5.2 展望63-64
- 致謝64-65
- 參考文獻(xiàn)65-68
- 附錄68
- A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文68
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:薄煤層上行開采頂板巷道圍巖穩(wěn)定性研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:301653
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