發(fā)布時間：2017-08-22 21:42

  本文關(guān)鍵詞：下保護(hù)層開采上覆煤巷變形規(guī)律及其支護(hù)技術(shù)優(yōu)化研究

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【摘要】：針對下保護(hù)層開采過程中,上部煤層中回采巷道圍巖穩(wěn)定性控制問題,本文以山腳樹礦為依托,對18#煤層下保護(hù)層工作面回采過程對布置在上覆15#煤層中煤巷的采動影響進(jìn)行了研究,通過理論分析、數(shù)值模擬及現(xiàn)場監(jiān)測,對上覆煤巷變形規(guī)律進(jìn)行了深入而系統(tǒng)的研究;在此研究成果的基礎(chǔ)上,對上覆煤巷的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化研究,并進(jìn)行了現(xiàn)場工程應(yīng)用,取得了良好的效果。本文主要取得了以下研究成果:(1)對下保護(hù)層開采時上覆巖層變形規(guī)律進(jìn)行了研究,詳細(xì)分析了采動覆巖應(yīng)力分布狀態(tài)、移動變形特征及采動影響的時空關(guān)系,并建立了采動影響下的覆巖變形力學(xué)模型。(2)基于上述研究成果,結(jié)合山腳樹礦的實際情況,對山腳樹下保護(hù)層開采過程中的其上覆巖層移動變形規(guī)律進(jìn)行了針對性的分析。計算得出了山腳樹下保護(hù)層垮落帶高度為5.69~6.09m,斷裂帶高度為29.05~41.31m,而被保護(hù)煤層位于斷裂帶的中上部,且上部煤層中的22155煤巷位于應(yīng)力集中區(qū)。(3)采用數(shù)值分析軟件FLAC3D對下保護(hù)層開采對上覆煤巷采動影響進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,在下保護(hù)層工作面的推進(jìn)過程中,上覆煤巷的頂、底板會出現(xiàn)拉應(yīng)力集中現(xiàn)象,巷道頂板以垮落冒頂為主,底板以底鼓為主,且距回采工作面越近,巷道頂板越易出現(xiàn)垮落破壞,而底板的底鼓程度則會有所減輕。(4)對下保護(hù)層工作面回采過程中影響區(qū)域內(nèi)的巷道實際采動影響進(jìn)行了現(xiàn)場監(jiān)測與分析,監(jiān)測結(jié)果分析表明:工作面回采帶來的采動影響范圍在55m以上,故上覆煤巷應(yīng)預(yù)先從工作面前方60~75m范圍內(nèi)開始對巷道加固。(5)根據(jù)理論分析、數(shù)值模擬及現(xiàn)場監(jiān)測與分析成果,針對礦山原有支護(hù)在實際應(yīng)用過程中所存在的問題,對上覆煤巷的支護(hù)方式進(jìn)行了優(yōu)選,并重新進(jìn)行了支護(hù)方案設(shè)計。優(yōu)化后的支護(hù)技術(shù)和方案在礦山類似條件下的煤巷支護(hù)中進(jìn)行了工程實際應(yīng)用,并取得了良好的支護(hù)效果。
【關(guān)鍵詞】：下保護(hù)層開采 采動影響數(shù)值模擬 支承壓力 煤巷耦合支護(hù)
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD353
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 研究的背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容、方法和技術(shù)路線13-14
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容及方法13-14
• 1.3.2 技術(shù)路線14
• 1.4 本章小結(jié)14-15
• 第二章 下保護(hù)層開采上覆巖層變形規(guī)律15-23
• 2.1 下保護(hù)層開采上覆巖層變形理論分析15-19
• 2.1.1 采動覆巖應(yīng)力分布及移動變形特征分析15-17
• 2.1.2 采動影響時空關(guān)系分析17-18
• 2.1.3 采動影響下的覆巖變形力學(xué)模型18-19
• 2.2 山腳樹礦實例分析19-21
• 2.2.1 礦山概況及開采技術(shù)條件19-20
• 2.2.2 下保護(hù)層采動影響下覆巖變形特點分析20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-23
• 第三章 下保護(hù)層開采對上覆煤巷采動影響數(shù)值模擬研究23-34
• 3.1 模擬計算方案23-24
• 3.2 數(shù)值計算模型的建立24-26
• 3.2.1 幾何模型的建立24-25
• 3.2.2 本構(gòu)模型及材料屬性25
• 3.2.3 邊界條件和初始條件25-26
• 3.3 計算結(jié)果及其分析26-33
• 3.3.1 上覆煤巷圍巖應(yīng)力場分布情況27-30
• 3.3.2 上覆煤巷圍巖位移變化情況30-32
• 3.3.3 上覆煤巷變形特點分析32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 工作面采動影響現(xiàn)場監(jiān)測與分析34-39
• 4.1 工作面支承壓力分布一般規(guī)律34-35
• 4.2 現(xiàn)場監(jiān)測方法及方案35-36
• 4.3 監(jiān)測結(jié)果及分析36-38
• 4.4 本章小結(jié)38-39
• 第五章 上覆煤巷支護(hù)技術(shù)優(yōu)化研究39-53
• 5.1 煤巷原有支護(hù)形式及存在的問題39-40
• 5.2 采動影響下上覆煤巷支護(hù)方式的優(yōu)選40-42
• 5.2.1 煤巷圍巖結(jié)構(gòu)分析40
• 5.2.2 煤巷常用支護(hù)方式及其作用機(jī)理40-42
• 5.2.3 支護(hù)方式的優(yōu)選42
• 5.3 支護(hù)方案優(yōu)化設(shè)計42-51
• 5.3.1 主要支護(hù)參數(shù)的優(yōu)化計算43-48
• 5.3.2 支護(hù)具體布置形式及方案48-50
• 5.3.3 耦合支護(hù)施工順序設(shè)計50-51
• 5.4 本章小結(jié)51-53
• 第六章 現(xiàn)場工程應(yīng)用研究53-62
• 6.1 工程應(yīng)用現(xiàn)場情況介紹53-54
• 6.2 支護(hù)效果現(xiàn)場觀測54-60
• 6.2.1 觀測方法及方案54-55
• 6.2.2 頂板離層及圍巖表面變形觀測結(jié)果及分析55-60
• 6.3 支護(hù)效果評價60
• 6.4 本章小結(jié)60-62
• 第七章 結(jié)論與展望62-64
• 7.1 主要結(jié)論62-63
• 7.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目及發(fā)表的學(xué)術(shù)成果69

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：721132