神新烏東煤礦回采巷道支護(hù)參數(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-08 22:53
神新烏東煤礦回采巷道受地應(yīng)力與同煤層臨近工作面同采相互影響,變形破壞嚴(yán)重,為避免臨近工作面同采影響,將開采方式由雙回采工作面調(diào)整為單工作面后,重新調(diào)整回采巷道支護(hù)方案。論文以烏東煤礦南采區(qū)B3+6工作面為研究對(duì)象,通過(guò)分析現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和數(shù)值模擬等手段對(duì)巷道進(jìn)行了系統(tǒng)研究,得出巷道支護(hù)參數(shù)。(1)通過(guò)地應(yīng)力測(cè)量分析礦區(qū)受到地應(yīng)力影響強(qiáng)烈原因,采用圍巖力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn),分析了煤層頂板及煤的力學(xué)性質(zhì),并將頂板歸為1類不穩(wěn)定頂板,煤判定為軟煤。(2)通過(guò)松動(dòng)圈測(cè)試判定B3+6工作面巷道圍巖屬于Ⅳ類一般不穩(wěn)定圍巖(軟巖),該類圍巖采用組合拱支護(hù)理論和錨噴網(wǎng)支護(hù)方式;(3)通過(guò)等數(shù)值模擬對(duì)錨桿(索)長(zhǎng)度、錨固方式、間排距等參數(shù)進(jìn)行了研究,并制定了三套支護(hù)方案,并通過(guò)支護(hù)效果與經(jīng)濟(jì)性比較得出最優(yōu)方案。(4)工業(yè)性驗(yàn)證表明,錨桿錨索在支護(hù)中不存在桿體斷裂的潛在危險(xiǎn),且錨桿錨索提供足夠的錨固力,巷道支護(hù)參數(shù)可靠性良好。優(yōu)化方案不但增加巷道的支護(hù)強(qiáng)度,而且每米巷道節(jié)省支護(hù)成本157元。根據(jù)圍巖力學(xué)性質(zhì)、松動(dòng)圈測(cè)試結(jié)果、數(shù)值模擬以及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,最終確定安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的巷道支護(hù)參數(shù)。解決了烏東煤礦巷道支護(hù)...
【文章來(lái)源】:西安科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
西安科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文102煤層賦存條件及圍巖力學(xué)參數(shù)測(cè)試2.1地質(zhì)條件2.1.1采區(qū)概況烏東煤礦位于烏魯木齊市東北部約34km,行政區(qū)劃屬烏魯木齊市米東區(qū)管轄。井田范圍由鐵廠溝、堿溝、小紅溝、大洪溝4煤礦整合而成。井田面積約為20.28km2,地質(zhì)資源量13.2億t,設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量6.94億t,2016年礦井核定生產(chǎn)能力6.0Mt/a。烏東煤礦南采區(qū)位于八道灣向斜南翼,含煤32層,現(xiàn)主采煤層為B1+2、B3+6兩組煤,B1+2煤層最大厚度39.45m,最小厚度31.83m,平均厚度37.45m。B3+6煤層最大厚度52.3m,最小厚度39.85m,平均厚度48.87m。煤層傾角87°,屬急傾斜煤層。兩組煤由巖墻隔開,巖墻由西向東逐漸變薄,變化范圍在53m~110m之間。北采區(qū)主要可采煤層有43、45號(hào)煤層,煤層偽頂為炭質(zhì)泥巖或泥巖,厚1m~3m左右,直接頂為粉砂巖或砂質(zhì)泥巖,老頂為粉砂巖,細(xì)砂巖或中砂巖,煤層底板偽底為炭質(zhì)泥巖或泥巖,直接底為粉砂巖。烏東煤礦煤層賦存特征如圖2.2所示。圖2.2烏東煤礦地質(zhì)剖面圖烏東煤礦位于準(zhǔn)葛爾煤田東部,博格達(dá)山復(fù)背斜西北翼、妖魔山—蘆草溝逆斷層以北,處于博格達(dá)山斷裂帶體系中,介于博格達(dá)山北麓與準(zhǔn)葛爾盆地東南緣之間的低山丘陵地帶(圖2.3)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造多呈北東東向,中生界地層構(gòu)成不對(duì)稱線型緊閉褶曲。準(zhǔn)葛爾盆地經(jīng)歷了海西、印支、燕山和喜馬拉雅等構(gòu)造運(yùn)動(dòng),海西期和印支期,盆
西安科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文12圖2.4烏東井田地應(yīng)力作用特征當(dāng)巷道軸線方位與最大主應(yīng)力方位呈不同夾角時(shí),巷道的應(yīng)力狀態(tài)和變形特征具有顯著的差異。與最大主應(yīng)力方位夾角較。0°~30°之間)的巷道,其頂板的壓應(yīng)力要比這一夾角較大(70°~90°)時(shí)的巷道小2~3倍;在與最大主應(yīng)力垂直的巷道兩幫還會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力;當(dāng)巷道軸線方位與最大主應(yīng)力方位夾角在30°~70°之間時(shí),巷道的應(yīng)力狀態(tài)、變形特征介于上述二者之間。因此,基于上述分析,將巷道軸線方位與最大主應(yīng)力方位之間的夾角劃分為三個(gè)區(qū)間,分別是:(a)0°~30°,在這一區(qū)間巷道穩(wěn)定性受到最大主應(yīng)力影響較;(b)30°~70°,在這一區(qū)間巷道穩(wěn)定性受最大主應(yīng)力影響中等;(c)70°~90°,在這一區(qū)間巷道穩(wěn)定性受最大主應(yīng)力影響很大(圖2.5)。圖2.5巷道受最大主應(yīng)力影響分級(jí)由于烏東煤礦的回采巷道主要沿煤層走向布置,最大主應(yīng)力與回采巷道走向夾角近于垂直(94°),如圖2.6所示。因此,烏東煤礦回采巷道受到的地應(yīng)力作用強(qiáng)烈,對(duì)巷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]厚煤層分岔區(qū)下分層回采巷道位置選擇[J]. 秦忠誠(chéng),聶旺,劉永樂,張玉柏,劉利寧. 山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(03)
[2]擾動(dòng)誘發(fā)高應(yīng)力巖體開挖卸荷圍巖失穩(wěn)機(jī)制[J]. 趙光明,許文松,孟祥瑞,劉崇巖. 煤炭學(xué)報(bào). 2020(03)
[3]不同傾角硐室圍巖穩(wěn)定性模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬[J]. 王永巖,張余標(biāo),馮學(xué)志,孫耿玉. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(32)
[4]巷道支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)方法研究[J]. 趙小林. 能源與環(huán)保. 2019(04)
[5]煤礦錨桿安裝質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)方法與應(yīng)用[J]. 張后全,吳宇,陳彥龍,張桂民. 采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[6]深埋煤層應(yīng)力松弛狀態(tài)演化試驗(yàn)與動(dòng)力學(xué)分析[J]. 劉傳孝,王龍,劉星輝,莊帥,于紹波. 巖土力學(xué). 2016(06)
[7]具有埋深效應(yīng)的隧道圍巖變形突變模型[J]. 王其勝,彭永成. 嘉應(yīng)學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(11)
[8]傾角變化對(duì)回采工作面區(qū)段煤柱應(yīng)力分布的影響[J]. 李小軍,李懷珍,袁瑞甫. 煤炭學(xué)報(bào). 2012(08)
[9]1.0m極近距離煤層聯(lián)合開采礦壓規(guī)律[J]. 孫春東,楊本生,劉超. 煤炭學(xué)報(bào). 2011(09)
[10]上保護(hù)層開采卸壓數(shù)值模擬與保護(hù)效果考察[J]. 楊柳. 煤礦安全. 2011(07)
博士論文
[1]西石門鐵礦深部巷道圍巖破壞機(jī)理及控制技術(shù)研究[D]. 祁建東.北京科技大學(xué) 2018
[2]巷道快速掘進(jìn)空頂區(qū)頂板破壞機(jī)理及穩(wěn)定性控制[D]. 馬睿.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[3]蝶葉塑性區(qū)穿透特性與層狀頂板巷道冒頂機(jī)理研究[D]. 賈后省.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2015
[4]軟巖巷道破裂圍巖錨固體承載特性及工程應(yīng)用研究[D]. 孟波.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2013
[5]深部破裂巷道圍巖穩(wěn)定強(qiáng)力協(xié)調(diào)支護(hù)控制研究[D]. 魏建軍.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2013
[6]特厚復(fù)合頂板巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖穩(wěn)定的耦合控制研究[D]. 蘇學(xué)貴.太原理工大學(xué) 2013
[7]煤礦巷道錨桿錨索托錨力演化機(jī)理及圍巖控制技術(shù)[D]. 鄭西貴.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2013
[8]深部厚頂煤巷道圍巖破壞控制機(jī)理及新型支護(hù)系統(tǒng)對(duì)比研究[D]. 王琦.山東大學(xué) 2012
[9]近距離保護(hù)層開采多場(chǎng)演化及安全巖柱研究[D]. 袁東升.河南理工大學(xué) 2010
[10]采動(dòng)應(yīng)力演化對(duì)底板巖巷失穩(wěn)影響機(jī)理及控制研究[D]. 陳加軒.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]趙家溝礦2號(hào)煤層三采區(qū)半煤巖巷支護(hù)優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 白建亮.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]石窯店煤礦回采巷道支護(hù)優(yōu)化研究[D]. 賈飛鵬.西安科技大學(xué) 2018
[3]安山煤礦淺埋煤層巷道支護(hù)參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 劉輝.西安科技大學(xué) 2018
[4]穿越黃土填方區(qū)域埋地管線變形特性研究[D]. 馬元.西安科技大學(xué) 2017
[5]圍巖松動(dòng)圈綜合檢測(cè)方法的研究及應(yīng)用[D]. 葉云龍.成都理工大學(xué) 2015
[6]錨桿預(yù)應(yīng)力在煤礦巷道中支護(hù)效應(yīng)的研究[D]. 趙洪玉.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2014
[7]基于FLAC3D巖石裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D]. 王義.東北大學(xué) 2014
[8]深部軟巖巷道耦合支護(hù)機(jī)制及參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 范加冬.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2014
本文編號(hào):3577431
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【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
西安科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文102煤層賦存條件及圍巖力學(xué)參數(shù)測(cè)試2.1地質(zhì)條件2.1.1采區(qū)概況烏東煤礦位于烏魯木齊市東北部約34km,行政區(qū)劃屬烏魯木齊市米東區(qū)管轄。井田范圍由鐵廠溝、堿溝、小紅溝、大洪溝4煤礦整合而成。井田面積約為20.28km2,地質(zhì)資源量13.2億t,設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量6.94億t,2016年礦井核定生產(chǎn)能力6.0Mt/a。烏東煤礦南采區(qū)位于八道灣向斜南翼,含煤32層,現(xiàn)主采煤層為B1+2、B3+6兩組煤,B1+2煤層最大厚度39.45m,最小厚度31.83m,平均厚度37.45m。B3+6煤層最大厚度52.3m,最小厚度39.85m,平均厚度48.87m。煤層傾角87°,屬急傾斜煤層。兩組煤由巖墻隔開,巖墻由西向東逐漸變薄,變化范圍在53m~110m之間。北采區(qū)主要可采煤層有43、45號(hào)煤層,煤層偽頂為炭質(zhì)泥巖或泥巖,厚1m~3m左右,直接頂為粉砂巖或砂質(zhì)泥巖,老頂為粉砂巖,細(xì)砂巖或中砂巖,煤層底板偽底為炭質(zhì)泥巖或泥巖,直接底為粉砂巖。烏東煤礦煤層賦存特征如圖2.2所示。圖2.2烏東煤礦地質(zhì)剖面圖烏東煤礦位于準(zhǔn)葛爾煤田東部,博格達(dá)山復(fù)背斜西北翼、妖魔山—蘆草溝逆斷層以北,處于博格達(dá)山斷裂帶體系中,介于博格達(dá)山北麓與準(zhǔn)葛爾盆地東南緣之間的低山丘陵地帶(圖2.3)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造多呈北東東向,中生界地層構(gòu)成不對(duì)稱線型緊閉褶曲。準(zhǔn)葛爾盆地經(jīng)歷了海西、印支、燕山和喜馬拉雅等構(gòu)造運(yùn)動(dòng),海西期和印支期,盆
西安科技大學(xué)工程碩士學(xué)位論文12圖2.4烏東井田地應(yīng)力作用特征當(dāng)巷道軸線方位與最大主應(yīng)力方位呈不同夾角時(shí),巷道的應(yīng)力狀態(tài)和變形特征具有顯著的差異。與最大主應(yīng)力方位夾角較。0°~30°之間)的巷道,其頂板的壓應(yīng)力要比這一夾角較大(70°~90°)時(shí)的巷道小2~3倍;在與最大主應(yīng)力垂直的巷道兩幫還會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力;當(dāng)巷道軸線方位與最大主應(yīng)力方位夾角在30°~70°之間時(shí),巷道的應(yīng)力狀態(tài)、變形特征介于上述二者之間。因此,基于上述分析,將巷道軸線方位與最大主應(yīng)力方位之間的夾角劃分為三個(gè)區(qū)間,分別是:(a)0°~30°,在這一區(qū)間巷道穩(wěn)定性受到最大主應(yīng)力影響較;(b)30°~70°,在這一區(qū)間巷道穩(wěn)定性受最大主應(yīng)力影響中等;(c)70°~90°,在這一區(qū)間巷道穩(wěn)定性受最大主應(yīng)力影響很大(圖2.5)。圖2.5巷道受最大主應(yīng)力影響分級(jí)由于烏東煤礦的回采巷道主要沿煤層走向布置,最大主應(yīng)力與回采巷道走向夾角近于垂直(94°),如圖2.6所示。因此,烏東煤礦回采巷道受到的地應(yīng)力作用強(qiáng)烈,對(duì)巷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]厚煤層分岔區(qū)下分層回采巷道位置選擇[J]. 秦忠誠(chéng),聶旺,劉永樂,張玉柏,劉利寧. 山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(03)
[2]擾動(dòng)誘發(fā)高應(yīng)力巖體開挖卸荷圍巖失穩(wěn)機(jī)制[J]. 趙光明,許文松,孟祥瑞,劉崇巖. 煤炭學(xué)報(bào). 2020(03)
[3]不同傾角硐室圍巖穩(wěn)定性模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬[J]. 王永巖,張余標(biāo),馮學(xué)志,孫耿玉. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(32)
[4]巷道支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)方法研究[J]. 趙小林. 能源與環(huán)保. 2019(04)
[5]煤礦錨桿安裝質(zhì)量無(wú)損檢測(cè)方法與應(yīng)用[J]. 張后全,吳宇,陳彥龍,張桂民. 采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2018(02)
[6]深埋煤層應(yīng)力松弛狀態(tài)演化試驗(yàn)與動(dòng)力學(xué)分析[J]. 劉傳孝,王龍,劉星輝,莊帥,于紹波. 巖土力學(xué). 2016(06)
[7]具有埋深效應(yīng)的隧道圍巖變形突變模型[J]. 王其勝,彭永成. 嘉應(yīng)學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(11)
[8]傾角變化對(duì)回采工作面區(qū)段煤柱應(yīng)力分布的影響[J]. 李小軍,李懷珍,袁瑞甫. 煤炭學(xué)報(bào). 2012(08)
[9]1.0m極近距離煤層聯(lián)合開采礦壓規(guī)律[J]. 孫春東,楊本生,劉超. 煤炭學(xué)報(bào). 2011(09)
[10]上保護(hù)層開采卸壓數(shù)值模擬與保護(hù)效果考察[J]. 楊柳. 煤礦安全. 2011(07)
博士論文
[1]西石門鐵礦深部巷道圍巖破壞機(jī)理及控制技術(shù)研究[D]. 祁建東.北京科技大學(xué) 2018
[2]巷道快速掘進(jìn)空頂區(qū)頂板破壞機(jī)理及穩(wěn)定性控制[D]. 馬睿.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[3]蝶葉塑性區(qū)穿透特性與層狀頂板巷道冒頂機(jī)理研究[D]. 賈后省.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 2015
[4]軟巖巷道破裂圍巖錨固體承載特性及工程應(yīng)用研究[D]. 孟波.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2013
[5]深部破裂巷道圍巖穩(wěn)定強(qiáng)力協(xié)調(diào)支護(hù)控制研究[D]. 魏建軍.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2013
[6]特厚復(fù)合頂板巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)與圍巖穩(wěn)定的耦合控制研究[D]. 蘇學(xué)貴.太原理工大學(xué) 2013
[7]煤礦巷道錨桿錨索托錨力演化機(jī)理及圍巖控制技術(shù)[D]. 鄭西貴.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2013
[8]深部厚頂煤巷道圍巖破壞控制機(jī)理及新型支護(hù)系統(tǒng)對(duì)比研究[D]. 王琦.山東大學(xué) 2012
[9]近距離保護(hù)層開采多場(chǎng)演化及安全巖柱研究[D]. 袁東升.河南理工大學(xué) 2010
[10]采動(dòng)應(yīng)力演化對(duì)底板巖巷失穩(wěn)影響機(jī)理及控制研究[D]. 陳加軒.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2009
碩士論文
[1]趙家溝礦2號(hào)煤層三采區(qū)半煤巖巷支護(hù)優(yōu)化技術(shù)研究[D]. 白建亮.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]石窯店煤礦回采巷道支護(hù)優(yōu)化研究[D]. 賈飛鵬.西安科技大學(xué) 2018
[3]安山煤礦淺埋煤層巷道支護(hù)參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 劉輝.西安科技大學(xué) 2018
[4]穿越黃土填方區(qū)域埋地管線變形特性研究[D]. 馬元.西安科技大學(xué) 2017
[5]圍巖松動(dòng)圈綜合檢測(cè)方法的研究及應(yīng)用[D]. 葉云龍.成都理工大學(xué) 2015
[6]錨桿預(yù)應(yīng)力在煤礦巷道中支護(hù)效應(yīng)的研究[D]. 趙洪玉.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2014
[7]基于FLAC3D巖石裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D]. 王義.東北大學(xué) 2014
[8]深部軟巖巷道耦合支護(hù)機(jī)制及參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 范加冬.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2014
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