煤層群聯(lián)合開采時,因受煤層重復(fù)采動影響導(dǎo)致集中大巷呈現(xiàn)持續(xù)流變特征,不得不多次返修以滿足礦井安全生產(chǎn)需要。因此,系統(tǒng)分析多煤層重復(fù)采動情況下集中大巷底鼓變形破壞機理,對于多煤層聯(lián)合開采集中巷道底鼓控制技術(shù)具有一定的理論指導(dǎo)與工程實踐意義。本文以發(fā)耳煤礦集中軌道大巷底鼓破壞段為工程背景,實測了巷道底板變形破壞特征,研究了多煤層聯(lián)合開采覆巖結(jié)構(gòu)復(fù)合破斷機理,提出了多煤層重復(fù)采動大巷底鼓控制技術(shù),取得了如下研究成果:（1）實測了集中軌道大巷底鼓破壞特征,分析了底鼓變形的因素;建立了多煤層聯(lián)合開采重復(fù)采動影響下覆巖復(fù)合破斷模型,揭示了多煤層重復(fù)開采煤柱一側(cè)力學(xué)傳遞及煤柱下方巷道底板變形破壞機理。（2）數(shù)值計算研究了多煤層重復(fù)采動影響下覆巖結(jié)構(gòu)復(fù)合破斷特征及其運移規(guī)律,掌握了集中軌道大巷圍巖應(yīng)力分布及其底鼓的時空演化規(guī)律,研究發(fā)現(xiàn)1煤、5-3煤開采對巷道底板的穩(wěn)定性影響較小,而3煤、5-2煤以及7煤開采時集中軌道大巷呈現(xiàn)持續(xù)流變特征。（3）根據(jù)以上研究成果,提出了集中軌道大巷圍巖底鼓分階段控制方案,并采用數(shù)值計算方法研究了巷道圍巖應(yīng)力分布及其變形破壞特征,并結(jié)合現(xiàn)場施工及其生產(chǎn)需要,提出了集中軌... 

【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)】：110 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

發(fā)耳煤礦位于貴州省六盤水市水城縣南部，主要可采煤層分別為 1 煤、3 煤、5-2 煤、5-3 煤和 7 煤；1 煤層距 3 煤層 8.28 m～15.47 m，平均 11.68 m，3 煤層距 5-2 煤層 5.36 m～16.96 m，平均 10.33 m，5-2 煤層距 5-3 煤層 8.24 m～16.06 m，平均 11.81 m，5-3 煤層距 7 煤層 20.77 m～26.60 m，平均 23.08 m。在+980水平以 43°方位布置三條大巷，+980 水平膠帶大巷居中，+980 水平軌道大巷位于+980 水平膠帶大巷西北側(cè)，+980 水平回風(fēng)大巷位于+980 水平膠帶東南側(cè)；+980 水平軌道大巷距+980 水平膠帶大巷約為 30 m，+980 水平膠帶大巷距+980水平回風(fēng)大巷約為 26.4 m。自 2014 年以來，+980 水平回風(fēng)大巷已施工 1462 m，+980 水平膠帶大巷已施工 1412 m，+980 水平軌道大巷已施工 1594 m。大巷與各煤層的層位關(guān)系如圖 2-1 所示。

工程碩士專業(yè)學(xué)位論文12桿、錨索和錨網(wǎng)支護一段距離噴70mm；采用規(guī)格為Φ25×2000mm的注漿管，2根底角注漿管與底板水平方向成15°傾斜布置，全斷面支護如圖2-3所示。巷道頂板以及兩幫得到了有效的控制。2.1.3圍巖性質(zhì)巷道圍巖巖性的掌握在巷道底板控制研究中是一項非常關(guān)鍵的技術(shù)，因此，將大巷底板收集到的粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、細砂巖和粉砂質(zhì)泥巖，采用D8ADVANCE型X射線衍射儀對其礦物成分做進行測定。D8ADVANCE型X射線衍射儀以及衍射試樣如圖2-4所示，試樣衍射圖譜如圖2-5所示。圖2-4D8ADVANCE型X射線衍射儀以及射線衍射試樣Figure2-4D8ADVANCEX-raydiffractometerandX-raydiffractionsample由圖2-5（a）可知，1#粉砂巖中大部分為石英和綠泥石，長石、白云石、莫來石和高嶺石含量較少。綠泥石為含水的層狀鋁硅酸鹽礦物，為主要黏土礦物之一，由以上部分組成的粉砂巖硬度較校由圖（b）可知，2#泥質(zhì)粉砂巖中的主要組分與1#泥質(zhì)粉砂巖相似，除此之外，含有少量的黃鐵礦、菱鐵礦和伊利石，由于其組分中含有部分高嶺石和伊利石，使得巖性整體強度較小，屬于軟巖。由圖（c）可知，3#細砂巖中多為石英和綠泥石，含有少量的高嶺石、伊利石、菱鐵礦和非晶質(zhì)。綠泥石、高嶺石和伊利石均為黏土礦物，硬度小，由以上部分組成的細砂巖總體強度較校由圖（d）可知，4#粉砂質(zhì)泥巖中多為石英和綠泥石，含有少量的高嶺石、白云石、長石和非晶質(zhì)。綠泥石和高嶺石是黏土礦物，硬度小，白云石硬度也相對較小，由以上部分組成的粉砂質(zhì)泥巖強度度較小，遇水容易膨脹。綜上所述，大巷底板均為強度較小的巖石，且多為粘土礦物，含量較高，遇水易膨脹，自身承載能力會顯著降低，難以形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，在高應(yīng)力作用下，會呈現(xiàn)出顯著變形特征。


本文編號：3438947