發(fā)布時(shí)間：2021-08-25 18:52

　　隨著我國煤礦開采深度的不斷增加,原巖應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力不斷升高,地質(zhì)條件和回采環(huán)境也越來越復(fù)雜。深部煤層巷道可能會(huì)因?yàn)榈刭|(zhì)構(gòu)造的影響而受到非均勻偏壓力,比如,傾斜煤巖層地質(zhì)構(gòu)造對(duì)巷道造成的偏壓力;也會(huì)由于煤體回采引起的動(dòng)態(tài)變化的支承壓力而使得巷道受到偏壓作用,造成嚴(yán)重的非均稱性變形破壞現(xiàn)象。本文以山西中煤華晉集團(tuán)王家?guī)X煤礦為工程背景,綜合運(yùn)用了模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬、理論分析等方法來分析巷道在偏壓作用下的失穩(wěn)破壞情況。首先通過室內(nèi)相似模型試驗(yàn)來揭示偏壓作用下巷道的變形破壞特征,然后借助數(shù)值模擬軟件分析了巷道在支承來壓引起的偏壓力下的非均稱性破壞,歸納了煤巷頂板可能受到的偏壓形式,并針對(duì)每種偏壓形式下的巷道破壞特征提出了相應(yīng)的錨注方案,最后應(yīng)用到工程實(shí)踐中,取得的成果主要有以下幾個(gè)方面:（1）進(jìn)行了相似材料模型試驗(yàn),還原了工程現(xiàn)場中,近水平或傾斜煤巖層巷道在相鄰區(qū)段回采引起的支承壓力和本區(qū)段煤體回采引起的支承壓力共同作用時(shí),巷道上方的偏壓受力分布和巷道的變形破壞情況,揭示了偏壓作用下巷道的非均勻變形特征。（2）借助3DEC軟件模擬煤體回采,并用MATLAB軟件繪制出了當(dāng)煤體回采不同距離時(shí),巷道及... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

（a）正斷層 （b）逆斷層 （c）平移斷層圖 2-1 斷層構(gòu)造類型Figure 2-1 Types of fault structural2）陷落柱構(gòu)造偏壓在煤層開采中，如果某一區(qū)域存在可溶性巖層，經(jīng)歷長時(shí)間的地下水的溶蝕后，會(huì)逐漸形成溶洞，繼而會(huì)產(chǎn)生塌陷現(xiàn)象，形成陷落柱。柱內(nèi)充填體與周圍巖體密度差異較大，形成偏壓。在陷落柱比較發(fā)育的地區(qū)，會(huì)給煤礦的生產(chǎn)造成很大的困難。在某些掘進(jìn)工程中，當(dāng)開拓主要運(yùn)輸巷道的時(shí)候，由于是施工的必要性，比如要滿足通風(fēng)和運(yùn)輸?shù)男枰话闱闆r下是按照原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工的，這樣會(huì)直接穿過陷落柱區(qū)域，巷道頂板圍巖受力不均勻，破壞非對(duì)稱性明顯，給巷道的維護(hù)和頂板的管理造成很大的困難。3）褶皺構(gòu)造偏壓褶皺構(gòu)造有背斜和向斜。圍巖體應(yīng)力場沿著褶皺切線方向，各層巖體分布的傾斜角度差異較大時(shí)，會(huì)分布著不同的應(yīng)力場。生產(chǎn)巷道布置在這種地質(zhì)構(gòu)造層

體回采完形成的采空區(qū)的上覆巖層重量會(huì)向周圍巖體發(fā)生轉(zhuǎn)移，在范圍的支承壓力帶，且當(dāng)回采空間的形狀和面積發(fā)生變化時(shí)，其分所變化。常用分布范圍、應(yīng)力峰值以及分布的形式來體現(xiàn)支承壓力支承壓力的影響范圍不同，應(yīng)力集中系數(shù)也不同[97]，兩者的關(guān)系如表 2-1 應(yīng)力集中系數(shù)與影響區(qū)范圍的關(guān)系Table 2-1 Relation between stress concentration coefficient and the affected zon影響區(qū)范圍/m 應(yīng)力集中系數(shù)0~15 2＜K≤4.5715~30 1.5≤K＜330~45 1.3≤K＜245~60 1.2＜K＜1.3生產(chǎn)巷道掘進(jìn)位置的不同也會(huì)導(dǎo)致其可能所受的偏壓類型不同，即之間煤柱的寬度對(duì)巷道所受的偏壓類型有較大的影響，巷道的受力-2 所示：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[8]矩形巷道圍巖受力與變形破壞特性試驗(yàn)研究[D]. 王愛輝.西安科技大學(xué) 2014
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[10]王家?guī)X煤礦厚煤層綜放開采覆巖活動(dòng)規(guī)律研究[D]. 張楊.中國礦業(yè)大學(xué) 2014



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