本文關(guān)鍵詞：煤礦巷道底板沖擊地壓發(fā)生機理與控制研究

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【摘要】：底板沖擊地壓作為沖擊地壓的一種表現(xiàn)形式在沖擊地壓礦井頻繁發(fā)生而目前對于底板沖擊地壓的機理研究、針對性防治措施較為匱乏。論文依據(jù)大量底板沖擊地壓實例,歸納總結(jié)了底板沖擊地壓發(fā)生特點,在此基礎(chǔ)上建立底板沖擊地壓的層裂結(jié)構(gòu)破壞模型和底板-兩幫工程結(jié)構(gòu)模型。通過數(shù)值模擬研究,分析了底板沖擊地壓的各種誘發(fā)因素,以此確定了針對底板沖擊地壓的卸固耦合治理方案,并在現(xiàn)場進行了實際測試。論文主要形成了以下研究成果：1)巷道底板層裂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性主要取決于底板層裂結(jié)構(gòu)的臨界應(yīng)力值和作用在底板上的動靜載荷值的相對大小關(guān)系,該臨界應(yīng)力值正比于底板層裂結(jié)構(gòu)的彈性模量和底板層裂結(jié)構(gòu)的厚度的平方,而與底板層裂結(jié)構(gòu)跨度的平方成反比；底板沖擊破壞后產(chǎn)生的底板撓曲變形將導(dǎo)致巷道兩幫的破壞,由此引發(fā)巷道圍巖的整體失穩(wěn)。2)誘發(fā)巷道底板沖擊地壓的主要因素是：底板所在煤巖層構(gòu)造應(yīng)力的大小、巷道底煤厚度的大小、巷道底板煤巖體的堅硬程度、兩幫的側(cè)向支承壓力大小、動載荷強度等；在一定的地質(zhì)條件和動力擾動下,存在易發(fā)生底板沖擊地壓的底板彈性模量臨界值范圍；隨著巷道側(cè)向支承壓力的增加沖擊顯現(xiàn)強度呈非線性增加；當應(yīng)力波振幅增大時,巷道底板發(fā)生沖擊地壓的危險性大為上升。3)在采取底板沖擊地壓的卸固耦合措施時,應(yīng)將底角爆破區(qū)間置于巷幫支護體的正下方并包含底板水平應(yīng)力峰值區(qū)；底板支護時,應(yīng)盡可能加大錨索預(yù)緊力。4)現(xiàn)場工業(yè)試驗證明,卸固耦合治理措施可以有效地改善巷道底板煤巖層的應(yīng)力分布狀態(tài),增強底板層裂結(jié)構(gòu)的承載能力,對防治煤礦巷道底板沖擊地壓具有很好的適用性。
【關(guān)鍵詞】：煤礦巷道 底板沖擊地壓 發(fā)生機理 卸固耦合 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：煤炭科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD324
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 研究問題的提出8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 沖擊地壓機理研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 沖擊地壓解危措施研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 底板沖擊地壓研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 研究內(nèi)容17
• 1.4 研究方法和技術(shù)路線17-20
• 2 巷道底板沖擊地壓發(fā)生機理研究20-26
• 2.1 巷道底板層裂結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的理論分析20-22
• 2.2 底板沖擊地壓對巷道圍巖整體的破壞機理22-25
• 2.3 小結(jié)25-26
• 3 底板沖擊地壓主要影響因素分析26-40
• 3.1 影響底板沖擊地壓的主要因素26-27
• 3.2 底板煤巖體彈性模量對底板沖擊地壓的影響機制27-35
• 3.2.1 模型建立27-28
• 3.2.2 本構(gòu)模型的選擇28-29
• 3.2.3 動力分析設(shè)置29-32
• 3.2.4 模擬方案32
• 3.2.5 模擬結(jié)果分析32-35
• 3.3 兩幫側(cè)向支承壓力對底板沖擊地壓的影響35-37
• 3.4 應(yīng)力波強度對底板沖擊地壓的影響37-38
• 3.4.1 模擬方案37
• 3.4.2 模擬結(jié)果分析37-38
• 3.5 小結(jié)38-40
• 4 底板沖擊地壓的卸固耦合防治技術(shù)研究40-70
• 4.1 爆破區(qū)間對底板沖擊地壓的影響41-50
• 4.1.1 底角爆破區(qū)間與支承壓力峰值區(qū)的位置關(guān)系42-47
• 4.1.2 底角爆破區(qū)間與底板水平應(yīng)力峰值區(qū)的位置關(guān)系47-50
• 4.2 底板錨固對底板沖擊地壓的控制效果50-57
• 4.2.1 錨索預(yù)應(yīng)力對底板沖擊地壓的影響51-55
• 4.2.2 錨索長度對底板沖擊地壓的影響55-57
• 4.3 底板注漿對底板沖擊地壓的控制效果57-63
• 4.3.1 注漿區(qū)起始端深度對底板沖擊地壓的影響58-61
• 4.3.2 注漿區(qū)終止端深度對底板沖擊地壓的影響61-63
• 4.4 底板錨注對底板沖擊地壓的作用研究63-65
• 4.5 卸固耦合治理措施對底板沖擊地壓的作用65-68
• 4.6 小結(jié)68-70
• 5 古山礦巷道底板沖擊控制的實證研究70-81
• 5.1 礦井概況70-71
• 5.2 古山煤礦沖擊地壓災(zāi)害介紹71-73
• 5.3 巷道底板卸固耦合治理措施的防沖試驗73-81
• 5.3.1 深孔區(qū)間爆破方案73-75
• 5.3.2 底板錨注方案75-81
• 6 結(jié)論及展望81-83
• 6.1 主要結(jié)論81-82
• 6.2 展望82-83
• 參考文獻83-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加科研項目及發(fā)表論文情況88-89
• 致謝89

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