孤島工作面兩側采空區(qū)老頂斷裂,其上覆巖層活動劇烈,采場的礦山壓力大,圍巖應力高度集中,巷道圍巖變形嚴重、破壞程度高。本文以建新煤礦4206綜放孤島面為研究背景,圍繞綜放孤島面上覆巖層應力分布及結構特征、合理的煤柱寬度和巷道支護方式展開研究。首先分析了孤島綜放面形成及回采過程中上覆巖層的結構及應力分布規(guī)律,煤柱由淺部至深部其變形破壞特征、承載能力具有差異性,采空區(qū)垮落后,低層位巖梁形成不穩(wěn)定的短懸臂梁結構,其斷裂線傾向于兩側采空區(qū),工作面頂板離層量大;其次從理論上系統(tǒng)性分析了區(qū)段煤柱極限平衡區(qū)圍巖應力及塑性區(qū)寬度,并利用數(shù)值模擬軟件對不同寬度煤柱留設方案進行對比分析,從掘進及工作面回采期間巷道圍巖應力場、位移場及塑性區(qū)的變化規(guī)律可得,隨著護巷煤柱寬度增加,煤柱承載能力增大,圍巖變形量減小,4206運輸巷道護巷煤柱寬度為15 m時,圍巖穩(wěn)定性較高;基于自穩(wěn)隱形拱理論研究了不同支護方式對巷道圍巖變形控制效果的差異性,采用高強度錨桿、延伸性強的錨索,施加高預緊力和增強護表能力能有效增加圍巖的承載能力;最后依托建新煤礦4206孤島綜放面進行工業(yè)性試驗,實測并總結孤島綜放面回采巷道圍巖變形規(guī)律,并... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
        1.1.1 選題背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 厚煤層孤島面上覆巖層活動規(guī)律研究現(xiàn)狀
        1.2.2 厚煤層孤島面沿空掘巷煤柱研究現(xiàn)狀
        1.2.3 厚煤層孤島工作面巷道圍巖控制研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內容及技術路線
        1.3.1 主要研究內容
        1.3.2 研究技術路線
2 孤島綜放面工程地質特征及圍巖結構應力分析
    2.1 工程概況
    2.2 孤島工作面巷道圍巖結構及應力特征
        2.2.1 上覆巖層結構特征
        2.2.2 上覆巖層應力特征
        2.2.3 上覆巖層結構模型
    2.3 本章小結
3 孤島工作面煤柱合理寬度研究
    3.1 孤島工作面煤柱應力分析
        3.1.1 沿空窄煤柱的基本特征
        3.1.2 煤柱的應力分布特征
        3.1.3 巷道側煤柱邊緣塑性區(qū)應力分析
        3.1.4 采空區(qū)側煤柱邊緣塑性區(qū)應力分析
    3.2 孤島工作面沿空窄煤柱巷道煤柱寬度的理論確定
        3.2.1 煤柱寬度留設的基本原則
        3.2.2 護巷窄煤柱寬度的理論確定
    3.3 孤島工作面沿空護巷煤柱合理寬度數(shù)值模擬分析
        3.3.1 數(shù)值模型的建立
        3.3.2 孤島工作面圍巖應力分布規(guī)律
        3.3.3 掘巷后不同寬度煤柱留設方案結果分析
        3.3.4 回采階段不同寬度煤柱留設方案結果分析
    3.4 本章小結
4 厚煤層孤島工作面巷道圍巖控制技術研究
    4.1 巷道圍巖變形破壞特征分析
        4.1.1 掘巷階段巷道圍巖變形破壞特征
        4.1.2 回采階段巷道圍巖變形破壞特征
        4.1.3 厚煤層孤島工作面巷道圍巖變形破壞控制方法
    4.2 厚煤層孤島工作面巷道圍巖變形控制技術
        4.2.1 厚煤層孤島工作面巷道支護原理
        4.2.2 巷道圍巖變形控制支護方式及支護參數(shù)分析
        4.2.3 支護效果對比分析
    4.3 孤島工作面巷道支護形式
        4.3.1 巷道支護形式及參數(shù)
        4.3.2 孤島工作面煤體注漿參數(shù)
    4.4 本章小結
5 4206孤島工作面工業(yè)性試驗效果分析
    5.1 巷道圍巖變形監(jiān)測分析
        5.1.1 巷道圍巖變形監(jiān)測方案
        5.1.2 監(jiān)測結果分析
    5.2 孤島工作面擾動應力分析
    5.3 現(xiàn)場應用效果分析
    5.4 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]高強高預緊力錨網(wǎng)支護技術在深部礦井沿空掘巷中的應用[J]. 翟文立,王其杰,李濤,梁博,馬學民,徐東康.  煤礦安全. 2018(12)
[2]煤柱尺寸留設與巷道圍巖穩(wěn)定性關系實驗研究[J]. 辛亞軍,李夢遠,安定超,卜慶為,郝海春.  地下空間與工程學報. 2018(06)
[3]大采高沿空巷道圍巖穩(wěn)定性數(shù)值模擬[J]. 謝福星,董世卓,劉洋,梁智鵬,郭鵬.  煤礦安全. 2018(11)
[4]超長孤島工作面沿空掘巷礦壓顯現(xiàn)規(guī)律及原因分析[J]. 郭之標,楊森.  煤礦開采. 2018(05)
[5]基于地應力反演的構造應力區(qū)沿空巷道窄煤柱寬度優(yōu)化研究[J]. 姜耀東,宋紅華,馬振乾,馬斌杰,高林濤.  煤炭學報. 2018(02)
[6]高瓦斯易自燃厚煤層小煤柱開采研究[J]. 惠興田,蔣志強.  煤炭技術. 2018(01)
[7]煤炭轉型期的環(huán)境保護和綠色發(fā)展[J]. 曹健,黃慶享.  西安科技大學學報. 2017(06)
[8]預應力錨固錨桿圍巖耦合預緊力分析[J]. 惠興田,肖敏.  煤炭技術. 2017(02)
[9]孤島工作面回采巷道的破壞機理及端頭超前支護技術[J]. 鄧康宇,武騰飛.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2016(03)
[10]綜放沿空掘巷護巷窄煤柱留設寬度優(yōu)化設計研究[J]. 祁方坤,周躍進,曹正正,張奇,李寧.  采礦與安全工程學報. 2016(03)

碩士論文
[1]特厚煤層開采中沿空掘巷煤柱寬度及穩(wěn)定性研究[D]. 馬耀榮.太原理工大學 2018
[2]基本頂破斷結構對窄煤柱穩(wěn)定性影響分析及控制技術[D]. 王琳.西安科技大學 2012



本文編號：3688895