本文關(guān)鍵詞：預(yù)支撐沿空留巷圍巖穩(wěn)定性研究

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【摘要】：巷旁支護(hù)的結(jié)構(gòu)形式始終是制約沿空留巷成功的關(guān)鍵,預(yù)支撐隔離墻結(jié)構(gòu)利用單體柱和惠天錨柱形成的預(yù)支撐輪廓克服了隔離墻不能主動(dòng)給壓且早期強(qiáng)度低的缺陷,實(shí)現(xiàn)了巷旁支護(hù)由被動(dòng)向主動(dòng)的轉(zhuǎn)化。通過力學(xué)研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,系統(tǒng)研究了預(yù)支撐對(duì)于改善巷道的受力狀態(tài)所發(fā)揮的作用,分析了預(yù)支撐作用效應(yīng)力學(xué)原理,闡述了預(yù)支撐作用效應(yīng)下圍巖穩(wěn)定性機(jī)理,提出了預(yù)支撐支護(hù)體系“高強(qiáng)適剛、協(xié)調(diào)匹配、適應(yīng)性”三階段設(shè)計(jì)原則,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)。研究表明,預(yù)支撐的作用效應(yīng)決定著圍巖的斷裂位置,而圍巖的斷裂位置又決定著所需巷旁支護(hù)阻力的大小,所以預(yù)支撐與巷旁支護(hù)存在特定的力學(xué)聯(lián)系,預(yù)支撐輔助切頂可以適當(dāng)?shù)男箟阂猿浞职l(fā)揮圍巖的自承能力及降低隔離墻的支護(hù)阻力。預(yù)支撐與巷幫支護(hù)也存在著力學(xué)聯(lián)系,預(yù)支撐作為超前支點(diǎn),使煤幫對(duì)上覆巖層的支撐點(diǎn)向巷幫深處轉(zhuǎn)移,降低煤幫外圍煤體的實(shí)際載荷,也降低了巷道直接頂所受上覆巖層的有效荷載,進(jìn)而降低了由外荷載所引起的幫錨桿與頂錨桿的荷載。研究發(fā)現(xiàn)頂錨桿(索)的荷載變化規(guī)律與留巷端頭礦壓顯現(xiàn)規(guī)律不同步是預(yù)支撐作用效應(yīng)下的必然結(jié)果,且隨著隔離墻荷載的增加,頂錨桿(索)的荷載有降低的趨勢(shì)。隨著開挖面的前行,預(yù)支撐的軸力逐漸增大,靠近采空區(qū)一側(cè)的軸力要比巷道一側(cè)的軸力大,且隨著錨柱初撐力的提高隔離墻在取代錨柱成為承載主體的過程中錨柱的應(yīng)力越集中;預(yù)支撐能夠在煤層開挖后第一時(shí)間為巷道提供支護(hù)阻力,不僅有效抑制了巷道的初期變形,還能與隔離墻一起作用共同維護(hù)與控制巷道的后期穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：沿空留巷 隔離墻 惠天錨柱 預(yù)支撐
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD353
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 選題背景及研究意義8-9
• 1.1.1 選題背景8-9
• 1.1.2 研究意義9
• 1.2 本課題研究領(lǐng)域國內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)及發(fā)展趨勢(shì)9-12
• 1.2.1 留巷圍巖結(jié)構(gòu)控制研究9-10
• 1.2.2 巷內(nèi)支護(hù)研究10-11
• 1.2.3 巷旁支護(hù)研究11-12
• 1.3 本課題擬采取的研究方案、技術(shù)路線12-15
• 1.3.1 研究內(nèi)容12-13
• 1.3.2 研究方法13-14
• 1.3.3 技術(shù)路線14-15
• 2 沿空留巷預(yù)支撐作用效應(yīng)力學(xué)研究15-33
• 2.1 預(yù)支撐沿空留巷圍巖破斷模型的提出15-17
• 2.2 回采過程沿空側(cè)支撐作用力學(xué)分析17-24
• 2.2.1 頂板中無關(guān)鍵層17-21
• 2.2.2 頂板中有關(guān)鍵層21-24
• 2.3 破斷巖塊的回轉(zhuǎn)下沉24-26
• 2.4 破斷巖塊旋轉(zhuǎn)下沉過程中隔離墻受力分析26-28
• 2.5 預(yù)支撐與巖層的二次斷裂28-30
• 2.6 預(yù)支撐對(duì)頂板下沉量的影響30-31
• 2.7 小結(jié)31-33
• 3 沿空留巷預(yù)支撐作用效應(yīng)數(shù)值模擬研究33-46
• 3.1 數(shù)值分析模型33-34
• 3.2 預(yù)支撐沿空留巷應(yīng)力與變形演化規(guī)律對(duì)比分析34-45
• 3.2.1 錨桿應(yīng)力對(duì)比分析34-38
• 3.2.2 隔離墻應(yīng)力對(duì)比分析38-40
• 3.2.3 巷道變形量對(duì)比分析40-43
• 3.2.4 預(yù)支撐應(yīng)力發(fā)展變化分析43-45
• 3.3 小結(jié)45-46
• 4 預(yù)支撐沿空留巷圍巖穩(wěn)定控制46-54
• 4.1 巷內(nèi)支護(hù)控制47-48
• 4.1.1 預(yù)應(yīng)力錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)47
• 4.1.2 巷內(nèi)加強(qiáng)支護(hù)47-48
• 4.2 巷旁支護(hù)控制48-50
• 4.2.1 預(yù)支撐支護(hù)48-49
• 4.2.2 隔離墻支護(hù)49-50
• 4.2.3 柔性接頂50
• 4.3 巷幫穩(wěn)定性控制50-52
• 4.4 預(yù)支撐支護(hù)體系設(shè)計(jì)原則52-53
• 4.5 小結(jié)53-54
• 5 工業(yè)試驗(yàn)54-61
• 5.1 錨柱網(wǎng)預(yù)支撐袋鑄混凝土沿空留巷技術(shù)54-55
• 5.2 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件55
• 5.3 巷旁支護(hù)參數(shù)確定55-56
• 5.4 巷內(nèi)支護(hù)參數(shù)確定56
• 5.5 礦壓監(jiān)測(cè)效果分析56-60
• 5.6 小結(jié)60-61
• 6 主要結(jié)論與展望61-63
• 6.1 主要結(jié)論61
• 6.2 展望61-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 附錄68

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