本文關(guān)鍵詞：千米深井綜放沿空掘巷圍巖變形破壞演化機(jī)理及控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《山東大學(xué)》 2015年

千米深井綜放沿空掘巷圍巖變形破壞演化機(jī)理及控制研究

王德超  

【摘要】：以千米深井綜放沿空掘巷為研究對(duì)象,采用室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)、數(shù)值模擬、地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn)和理論分析等相結(jié)合的手段,研究深井綜放沿空掘巷圍巖變形破壞特性,在此基礎(chǔ)上,對(duì)綜放沿空掘巷圍巖應(yīng)力及位移演化機(jī)理進(jìn)行了分析,揭示了不同煤柱寬度條件下圍巖變形破裂演化機(jī)制,通過(guò)建立深井綜放沿空掘巷巷幫圍巖力學(xué)分析模型,推導(dǎo)出煤體極限平衡區(qū)寬度和圍巖應(yīng)力位移計(jì)算公式,并結(jié)合數(shù)值模擬優(yōu)化和工程類比等手段,提出了一種深井綜放沿空掘巷煤柱寬度確定方法,根據(jù)圍巖變形破壞特征,提出相應(yīng)的圍巖控制對(duì)策。論文得到以下主要結(jié)論：(1)明確了千米深井綜放沿空掘巷的圍巖變形破壞特性,主要包括圍巖變形劇烈、流變性顯著,圍巖松動(dòng)破壞極易超出錨固區(qū),支護(hù)構(gòu)件破斷失效嚴(yán)重,煤體側(cè)向應(yīng)力峰值位置顯著大于中淺部礦井等,初步揭示了深井綜放沿空掘巷圍巖變形破壞的主要原因：巷道圍巖所處應(yīng)力環(huán)境復(fù)雜,巷道支護(hù)參數(shù)選擇不合理及巷道斷面尺寸大等。進(jìn)一步采用數(shù)值模擬方法,對(duì)煤柱寬度、斷面尺寸、煤層埋深、煤層采厚等不同因素對(duì)圍巖應(yīng)力和位移分布的影響規(guī)律進(jìn)行了分析,進(jìn)一步闡明了圍巖變形破壞特性。(2)開(kāi)展了深井綜放沿空掘巷大型精細(xì)化地質(zhì)力學(xué)模型試驗(yàn),對(duì)不同煤柱留設(shè)寬度條件下圍巖應(yīng)力及位移演化機(jī)理和分布特征進(jìn)行了研究,揭示了深井綜放沿空掘巷在上工作面回采期間、巷道掘進(jìn)期間及本工作面回采期間全過(guò)程的圍巖變形破壞機(jī)制。(3)考慮巷幫與頂?shù)装褰缑婷簬r體強(qiáng)度軟化特性,建立了深井綜放沿空掘巷煤柱幫和實(shí)體煤幫力學(xué)分析模型,推導(dǎo)出深井綜放沿空掘巷極限平衡區(qū)寬度和兩幫煤體應(yīng)力位移理論計(jì)算公式,明確了煤層埋深、巷道高度、界面剪應(yīng)力剛度軟化系數(shù)和界面力學(xué)參數(shù)等因素對(duì)煤體極限平衡區(qū)寬度、圍巖應(yīng)力和位移分布的影響規(guī)律,為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)施工提供了重要的理論支撐。(4)以煤體應(yīng)力極限平衡區(qū)寬度計(jì)算理論為基礎(chǔ),綜合考慮工作面地質(zhì)條件、應(yīng)力環(huán)境、構(gòu)造需求等因素,結(jié)合數(shù)值模擬優(yōu)化和工程類比手段,提出了一種深井綜放沿空掘巷煤柱留設(shè)寬度確定方法�；谠摲椒�,依托趙樓煤礦具體工程實(shí)例,確定了類似地質(zhì)條件下深井綜放沿空掘巷合理煤柱留設(shè)寬度。(5)采用應(yīng)力在線和微震監(jiān)測(cè)技術(shù)相結(jié)合的方法對(duì)深井綜放工作面超前支承壓力分布特征進(jìn)行了系統(tǒng)精確分析,提出工作面推采過(guò)程可以劃分為四個(gè)階段分析超前支承壓力分布特征,即工作面初采階段、工作面“初次見(jiàn)方”階段、工作面正常推進(jìn)階段和工作面“二次見(jiàn)方”階段,為工作面回采期間設(shè)計(jì)更加合理的超前支護(hù)距離和支護(hù)強(qiáng)度提供現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。(6)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明,趙樓煤礦千米深井綜放沿空掘巷煤柱留設(shè)寬度為5m時(shí),采用沿空巷道掘巷期間“頂板錨網(wǎng)帶索、縱向鋼帶+兩幫錨網(wǎng)梯索、縱向鋼筋梯+煤柱幫部錨索強(qiáng)化加噴漿+實(shí)體煤幫鉆孔卸壓”強(qiáng)化支護(hù)和工作面回采期間圍巖分級(jí)分段加固的聯(lián)合支護(hù)技術(shù),巷道圍巖控制效果能夠滿足工作面正常生產(chǎn)要求,有效解決了深井綜放沿空掘巷支護(hù)技術(shù)難題,研究結(jié)果為類似復(fù)雜難支護(hù)巷道提供了有益借鑒。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD353
【目錄】：

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2 黃帥;;探討沿空掘巷的影響因素與解決對(duì)策[J];科技資訊;2014年02期

3 李成銀,張彬,王公忠;沿空掘巷技術(shù)的應(yīng)用[J];礦山壓力與頂板管理;2001年04期

4 石永奎,宋振騏,王崇革;軟煤層綜放工作面沿空掘巷支護(hù)設(shè)計(jì)[J];巖土力學(xué);2001年04期

5 涂敏,徐華成;綜放沿空掘巷位置的分析[J];淮南工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2002年02期

6 唐遠(yuǎn)游,馬正蘭;陳四樓礦井沿空掘巷支護(hù)問(wèn)題探討[J];中州煤炭;2002年01期

7 馬昌格,王遷,王建強(qiáng),郭民儉,曾金元;短壁殘采輕放工作面沿空掘巷的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)[J];礦山壓力與頂板管理;2002年03期

8 司利軍,王軍;淺談推廣沿空掘巷的必要性和可行性[J];煤炭工程;2003年10期

9 匡孝杰;張雙樓煤礦沿空掘巷的實(shí)踐及思考[J];煤礦開(kāi)采;2003年03期

10 周志剛;煤錨支護(hù)在完全沿空掘巷中的應(yīng)用[J];煤炭技術(shù);2003年07期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李學(xué)華;侯朝炯;姚強(qiáng)嶺;梁順;;綜放沿空掘巷大、小結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性原理及其應(yīng)用[A];綜采放頂煤技術(shù)理論與實(shí)踐的創(chuàng)新發(fā)展——綜放開(kāi)采30周年科技論文集[C];2012年

2 曹忠;李秀山;常顯東;陳紹杰;;復(fù)采條帶煤柱沿空掘巷穩(wěn)定性研究[A];2009礦山災(zāi)害預(yù)防控制學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

3 張恩強(qiáng);;錨桿兩側(cè)加固窄煤柱沿空掘巷的礦壓分析[A];礦井建設(shè)與巖土工程技術(shù)新發(fā)展[C];1997年

4 靖洪文;許國(guó)安;曲天智;張春雨;;深井綜放沿空掘巷合理支護(hù)形式研究[A];全國(guó)地下工程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與災(zāi)害治理學(xué)術(shù)及技術(shù)研討會(huì)論文集（Ⅰ）[C];2009年

5 蔣世杰;;大傾角動(dòng)壓影響下的沿空掘巷技術(shù)[A];第3屆全國(guó)煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術(shù)創(chuàng)新文集[C];2008年

6 孫利輝;楊本生;王桂明;王書(shū)剛;;孤島煤柱輕放面“下原位”沿空掘巷支護(hù)技術(shù)研究[A];中國(guó)巖石力學(xué)與工程實(shí)例第一屆學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

7 舒生;李秋林;;中嶺礦中厚煤層沿空掘巷瓦斯防治技術(shù)的研究[A];中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)煤礦安全專業(yè)委員會(huì)2009年學(xué)術(shù)研討會(huì)交流論文（部分）[C];2009年

8 王艷斌;;顧橋礦深部高應(yīng)力沿空掘巷圍巖強(qiáng)化控制技術(shù)[A];第六屆全國(guó)煤炭工業(yè)生產(chǎn)一線青年技術(shù)創(chuàng)新文集[C];2011年

9 侯宇剛;江兆利;呂衛(wèi)東;;較薄厚煤層孤島綜放工作面沿空掘巷圍巖控制技術(shù)[A];山東省煤礦沖擊地壓防治研討會(huì)議論文集[C];2007年

10 房桂來(lái);;沿空掘巷錨桿錨網(wǎng)支護(hù)[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（下冊(cè)）[C];1999年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 王德超;千米深井綜放沿空掘巷圍巖變形破壞演化機(jī)理及控制研究[D];山東大學(xué);2015年

2 李敬佩;許疃礦無(wú)煤柱沿空掘巷的圍壓特征及關(guān)鍵支護(hù)技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

3 溫克珩;深井綜放面沿空掘巷窄煤柱破壞規(guī)律及其控制機(jī)理研究[D];西安科技大學(xué);2009年

4 彭林軍;特厚煤層沿空掘巷圍巖變形失穩(wěn)機(jī)理及其控制對(duì)策[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

5 胡學(xué)軍;王莊礦大斷面沿空掘巷圍巖變形控制及快速成巷技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

6 曲天智;深井綜放沿空巷道圍巖變形演化規(guī)律及控制[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 戚福周;極松散煤層完全沿空掘巷支護(hù)技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2015年

2 邢攀;沿空掘巷中錨筋?yuàn)A芯煤柱混凝土隔離墻的結(jié)構(gòu)性能研究[D];西安科技大學(xué);2012年

3 劉權(quán);四臺(tái)煤礦沿空掘巷圍巖控制技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

4 聶建湘;朱集礦深井復(fù)合頂板沿空掘巷控制技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

5 王冕;新安煤礦沿空掘巷防突效果考察技術(shù)研究[D];河南理工大學(xué);2011年

6 徐乃忠;大采高沿空掘巷底臌機(jī)理及控制研究[D];安徽理工大學(xué);2005年

7 朱才坤;海石灣礦深部沿空掘巷圍巖控制技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

8 安昌輝;深井綜放開(kāi)采沿空掘巷采動(dòng)影響圍巖變形機(jī)理研究[D];山東科技大學(xué);2007年

9 曹建軍;深井采場(chǎng)沿空掘巷關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東科技大學(xué);2008年

10 種德雨;利民煤礦迎回采面沿空掘巷圍巖穩(wěn)定控制技術(shù)研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：千米深井綜放沿空掘巷圍巖變形破壞演化機(jī)理及控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：196805