厚煤層作為我國(guó)煤礦開(kāi)采的主要煤層,在開(kāi)采過(guò)程中存在煤炭資源浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題,而且對(duì)開(kāi)采及巷道維護(hù)技術(shù)有較高要求。雖然沿空掘巷技術(shù)可有效提高煤炭采出率、降低巷道的維護(hù)成本,但往往也面臨著動(dòng)壓影響大、巷道圍巖及煤柱應(yīng)力集中程度高、節(jié)理裂隙發(fā)育嚴(yán)重等問(wèn)題。預(yù)裂爆破切頂卸壓作為一種在巷道頂板進(jìn)行超前預(yù)裂的技術(shù),在縮短頂板懸臂梁長(zhǎng)度、減小巷道圍巖與煤柱的應(yīng)力集中程度等方面具有突出優(yōu)勢(shì),是解決此問(wèn)題的一種有效途徑,然而切頂卸壓關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)選擇的合理性對(duì)切頂卸壓效果存在重要影響。因此,本文采用數(shù)值模擬、室內(nèi)試驗(yàn)、相似試驗(yàn)、理論分析、現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)性試驗(yàn)等多種手段,從巖層垮落變形規(guī)律、沿空掘巷礦壓顯現(xiàn)特征及卸壓效果等方面對(duì)預(yù)裂爆破切頂卸壓關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)展開(kāi)了系統(tǒng)研究,取得了以下結(jié)果:（1）通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)的方法,得到了試驗(yàn)段工作面煤巖樣的單軸抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、材料密度、內(nèi)粘聚力、摩擦角等物理力學(xué)特性參數(shù);（2）建立了不同切頂角度與高度的數(shù)值模擬計(jì)算模型,分析了巷道圍巖應(yīng)力集中程度、采空區(qū)頂板覆巖垮落規(guī)律,確定了切頂設(shè)計(jì)參數(shù)的合理取值范圍;（3）構(gòu)建了沿空掘巷切頂卸壓相似模擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ?分析了切頂高度與角度對(duì)采空區(qū)頂... 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

研究技術(shù)路線圖

2.1.1 試樣制備 本次試驗(yàn)試樣取自實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)工作面，鉆取的試樣主要為細(xì)粒砂巖，以灰白色、長(zhǎng)石、石英為主，存在垂直裂隙發(fā)育夾泥質(zhì)條帶等情況。將現(xiàn)場(chǎng)試樣運(yùn)至力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心進(jìn)行加工取樣。鉆取的煤巖樣兩端平整、光滑、側(cè)身無(wú)明顯裂紋，并嚴(yán)格按照中華人民共和國(guó)煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《煤和巖石物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)定方法》規(guī)定執(zhí)行。鉆取的煤巖樣兩端不平行度不大于 0.01mm，上、下端直徑的偏差不大于 0.02mm，尺寸規(guī)格分別有 Φ50×100mm、Φ50×25mm、Φ50×50mm，主要用于抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、巴西劈裂試驗(yàn)及變角剪切試驗(yàn)等，共鉆取 50 塊煤巖樣。標(biāo)準(zhǔn)試樣如圖 2-1 所示：

工程碩士專業(yè)學(xué)位論文122.1.2試驗(yàn)設(shè)備及過(guò)程(1)本次試驗(yàn)主要采用的試驗(yàn)儀器為：①DDL500電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：該試驗(yàn)機(jī)最大軸向載荷為500kN，采用位移加載方式，控制速率為0.2mm/min；②鉆石機(jī)、切石機(jī)、磨石機(jī)或其他制樣設(shè)備：主要用于鉆取巖樣及打磨平整；③電子天平：精度為0.01g，稱量大于500g，用于測(cè)量試樣的質(zhì)量；④精度為0.01mm的測(cè)量平臺(tái)或其他儀表。(2)試驗(yàn)步驟①?gòu)默F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)區(qū)取樣，根據(jù)試驗(yàn)內(nèi)容鉆取標(biāo)準(zhǔn)的煤巖樣巖芯；②將鉆取好的煤巖樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，首先利用游標(biāo)卡尺及天平測(cè)量煤巖樣的尺寸及質(zhì)量，再將煤巖樣放于試驗(yàn)機(jī)中心進(jìn)行試驗(yàn)；③安裝位移傳感器，記錄試樣的橫向應(yīng)變值；④對(duì)標(biāo)準(zhǔn)煤巖樣進(jìn)行加載，記錄試樣的破壞過(guò)程及試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)設(shè)備及加載過(guò)程如圖2-2所示：圖2-2試驗(yàn)設(shè)備及加載過(guò)程圖Figure2-2TestEquipmentandLoadingProcessDiagram2.2煤巖樣物理力學(xué)特性（PhysicalandMechanicalPropertiesofCoalandRockSamples）2.2.1密度試驗(yàn)煤（巖）樣的密度測(cè)定試驗(yàn)采用尺寸規(guī)格為50×100mm的圓柱體，試驗(yàn)過(guò)程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]中厚煤層復(fù)合頂板切頂卸壓自動(dòng)成巷工作面礦壓顯現(xiàn)特征分析[J]. 何滿潮,馬新根,王炯,張家賓,劉雨興.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2018(11)
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博士論文
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[2]檸條塔煤礦厚煤層110工法關(guān)鍵問(wèn)題研究[D]. 高玉兵.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2018
[3]高突礦井巷內(nèi)充填沿空掘巷的圍巖控制機(jī)理[D]. 王瑩瑩.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2018
[4]千米深井綜放沿空掘巷圍巖變形破壞演化機(jī)理及控制研究[D]. 王德超.山東大學(xué) 2015
[5]厚松散層特厚煤層綜放開(kāi)采巷道圍巖變形機(jī)理及控制研究[D]. 趙國(guó)貞.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2014
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碩士論文
[1]綜放面超高巷道切頂卸壓沿空留巷技術(shù)研究[D]. 康明月.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]不同耦合系數(shù)及孔間距對(duì)煤層爆生裂隙擴(kuò)展影響的試驗(yàn)研究[D]. 李漢坤.安徽理工大學(xué) 2018
[3]寺家莊礦孤島工作面沿空掘巷圍巖控制技術(shù)研究[D]. 白宇.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2017
[4]層狀復(fù)合巖石試樣力學(xué)特性單軸壓縮試驗(yàn)與顆粒流模擬研究[D]. 殷鵬飛.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[5]沿空留巷頂板預(yù)裂爆破機(jī)理研究[D]. 賀純純.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[6]底板穿層鉆孔預(yù)裂爆破煤層增透模擬試驗(yàn)研究[D]. 王明重.安徽理工大學(xué) 2015
[7]深孔預(yù)裂爆破煤層增透相似模擬實(shí)驗(yàn)研究[D]. 陳磊.安徽理工大學(xué) 2014
[8]韓王礦近距離厚煤層充填開(kāi)采對(duì)井筒影響研究[D]. 陳廣帥.河南理工大學(xué) 2014
[9]石窯店煤礦淺埋煤層初采期頂板致災(zāi)機(jī)理及控制研究[D]. 張亮.煤炭科學(xué)研究總院 2014



本文編號(hào)：3607664