發(fā)布時間：2017-10-29 12:24

  本文關鍵詞：沿空留巷充填區(qū)域直接頂穩(wěn)定機理及控制技術研究

  更多相關文章： 沿空留巷 充填區(qū)域直接頂 反復受載 剪脹變形 離層 穩(wěn)定控制

【摘要】：沿空留巷充填區(qū)域直接頂向下傳遞老頂對巷旁充填體的載荷和旋轉變形、向上傳遞充填體對老頂?shù)闹巫饔?在工作面超前支承應力作用、工作面支架反復支撐作用下(反復受載),充填區(qū)域直接頂穩(wěn)定性差,該區(qū)域直接頂穩(wěn)定狀況是綜采放頂煤、復合頂板等松軟破碎頂板沿空留巷能否成功的關鍵之一。本文綜合采用現(xiàn)場實測、實驗室試驗、理論分析、數(shù)值模擬、工業(yè)性試驗等方法,系統(tǒng)研究沿空留巷充填區(qū)域直接頂變形、載荷傳遞、承載機制及穩(wěn)定控制技術,主要研究成果為:(1)基于對沿空留巷充填區(qū)域直接頂力學介質的評估,設計了直接頂巖樣三軸卸荷試驗的應力路徑,采用多級軸壓多次屈服三軸卸圍壓試驗的方法測定了充填區(qū)域直接頂峰后損傷巖樣的卸荷力學參數(shù)(強度衰減和剪脹變形規(guī)律),建立了考慮巖石峰后剪脹效應的沿空留巷充填區(qū)域反復受載直接頂卸荷力學應變軟化模型,在FLAC3D中實現(xiàn)了考慮沿空留巷充填區(qū)域直接頂強度衰減和剪脹變形的數(shù)值計算。(2)采用彈性損傷力學和能量變分理論,推導了不同時期沿空留巷充填區(qū)域直接頂垂直應力和水平應力表達式,研究得到了工作面液壓支架支撐護頂階段、無巷旁充填體支撐階段、巷旁充填體增阻支撐階段、巷旁充填體穩(wěn)定支撐階段充填區(qū)域直接頂垂直應力和水平應力分布特征,同時給出了不同時期充填區(qū)域直接頂拉應力作用范圍和水平錯動范圍的計算式,結果表明:隨著頂板回轉下沉角的增加,充填區(qū)域直接頂拉應力作用范圍逐漸減小,水平錯動范圍逐漸增大。(3)采用數(shù)值計算的方法,研究得到了巷旁充填體寬度、直接頂巖性、直接頂厚度與煤層厚度比值等因素對沿空留巷充填區(qū)域直接頂變形特征影響規(guī)律;基于沿空留巷直接頂?shù)牟痪鶆蚴芰μ卣骱蛢蓭偷牟痪獬休d特征,建立了沿空留巷巷旁支撐系統(tǒng)載荷傳遞作用力學模型和沿空留巷充填區(qū)域直接頂承載力學模型,推導給出了沿空留巷充填區(qū)域直接頂載荷傳遞能力計算式、沿空留巷直接頂不均勻受力系數(shù)計算式和沿空留巷充填區(qū)域直接頂承載能力計算式,得到了充填區(qū)域直接頂載荷傳遞能力、直接頂不均勻受力系數(shù)和直接頂承載能力影響因素和影響規(guī)律。(4)采用理論分析和數(shù)值計算的方法,研究了錨桿支護對直接頂巖體剪脹變形的控制作用,并分析了沿空留巷充填區(qū)域直接頂和老頂離層變形的控制原理,開發(fā)了沿空留巷充填區(qū)域反復受載直接頂分區(qū)域動態(tài)加固穩(wěn)定控制技術:工作面超前采動影響區(qū)域以外提前采用錨桿錨索支護提高實煤體幫支護強度;工作面液壓支架支撐階段,提前采用高預應力錨索支護技術將充填區(qū)域直接頂和老頂錨固為整體、液壓支架帶壓移架、提前采用高預應力高強度高延伸率錨桿支護技術加固充填區(qū)域直接頂;無巷旁充填體支護(臨時支護)階段,充填區(qū)域采用高阻力單體液壓支護補充充填區(qū)域直接頂支護強度,確定合適的充填區(qū)域寬度,在充填區(qū)域外側臨時支護區(qū)域采用充填液壓支架適當提高對頂板的支護強度和臨時支護寬度;巷旁充填體增阻支撐階段和穩(wěn)定支撐階段,采用增阻速度快的巷旁充填材料及時支撐充填區(qū)域直接頂,提供垂直方向上的支撐荷載。根據(jù)沿空留巷充填區(qū)域直接頂穩(wěn)定控制技術,針對新元煤礦500m埋深、采高2.8m、沿空留巷寬度5.2m的生產地質條件下,在新元煤礦3107工作面輔助進風巷實施了沿空留巷工程,現(xiàn)場應用表明,沿空留巷充填區(qū)域直接頂分區(qū)域動態(tài)加固穩(wěn)定控制技術有效控制了充填區(qū)域頂板穩(wěn)定性,留巷圍巖整體效果良好。
【關鍵詞】：沿空留巷 充填區(qū)域直接頂 反復受載 剪脹變形 離層 穩(wěn)定控制
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD353
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-9
• Extended Abstract9-31
• 1 緒論31-43
• 1.1 研究背景與意義31-32
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)32-39
• 1.3 存在的問題39-40
• 1.4 研究內容、方法及技術路線40-42
• 1.5 主要創(chuàng)新點42-43
• 2 沿空留巷充填區(qū)域直接頂強度衰減和剪脹變形規(guī)律43-78
• 2.1 沿空留巷充填區(qū)域直接頂力學介質評估43-45
• 2.2 沿空留巷充填區(qū)域直接頂室內卸荷試驗方案45-47
• 2.3 充填區(qū)域直接頂峰后損傷巖樣卸荷力學參數(shù)測試的室內卸荷試驗47-58
• 2.4 沿空留巷充填區(qū)域直接頂巖樣卸荷力學參數(shù)變化規(guī)律58-65
• 2.5 基于卸荷試驗的沿空留巷充填區(qū)域直接頂應變軟化模型的建立65-69
• 2.6 基于卸荷試驗的沿空留巷充填區(qū)域直接頂應變軟化模型的合理性評估69-77
• 2.7 本章小結77-78
• 3 沿空留巷充填區(qū)域直接頂不同時期受力狀態(tài)分析78-99
• 3.1 沿空留巷頂板活動規(guī)律及結構特征78-80
• 3.2 沿空留巷充填區(qū)域直接頂不同時期應力解析80-85
• 3.3 沿空留巷充填區(qū)域直接頂不同時期受力狀態(tài)分析85-97
• 3.4 本章小結97-99
• 4 沿空留巷充填區(qū)域直接頂變形、傳遞載荷、承載機制99-118
• 4.1 沿空留巷充填區(qū)域直接頂變形機制99-105
• 4.2 沿空留巷充填區(qū)域直接頂傳遞載荷作用機制105-112
• 4.3 沿空留巷充填區(qū)域直接頂承載作用機制112-116
• 4.4 本章小結116-118
• 5 沿空留巷充填區(qū)域直接頂穩(wěn)定控制技術118-138
• 5.1 沿空留巷充填區(qū)域直接頂控制原理與基本思路118-119
• 5.2 錨桿支護對充填區(qū)域直接頂滑移剪脹變形的抑制作用119-127
• 5.3 沿空留巷充填區(qū)域直接頂與老頂?shù)碾x層變形控制機理127-135
• 5.4 沿空留巷充填區(qū)域直接頂穩(wěn)定控制技術135-136
• 5.5 本章小結136-138
• 6 工程實踐138-146
• 6.1 試驗巷道生產地質條件138-139
• 6.2 3107 輔助進風巷沿空留巷圍巖控制技術139-142
• 6.3 充填區(qū)域直接頂穩(wěn)定控制效果分析142-144
• 6.4 本章小結144-146
• 7 主要結論與展望146-150
• 7.1 主要結論146-149
• 7.2 研究展望149-150
• 參考文獻150-158
• 作者簡歷158-161
• 學位論文數(shù)據(jù)集161

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1 趙真洪;王炎冰;;新型支護技術在沿空留巷中的應用[J];煤炭技術;2007年08期

2 馮改果;秦文強;李志強;李昆;張宏軍;;沿空留巷在裴溝14井的應用[J];煤;2011年02期

3 馮志祥;;對煤礦開采沿空留巷支護技術的對策分析[J];中國市場;2011年19期

4 周加啟;華興斌;劉光照;;綜采充填工作面沿空留巷支護技術[J];山東煤炭科技;2012年02期

5 劉海春;王羲;;寧煤集團某礦井下沿空留巷工程[J];中國科技信息;2013年15期

6 張貴山;;用小煤垛保護沿空留巷[J];煤炭科學技術;1990年10期

7 劉國輝;;沿空留巷技術應用研究[J];民營科技;2014年03期

8 張俊云,柴敬;沿空留巷研究中若干問題分析[J];礦山壓力與頂板管理;2000年01期

9 勾攀峰;厚煤層底分層沿空留巷支架載荷的確定[J];礦山壓力與頂板管理;2000年02期

10 趙祉君,王茂軍;應用穿峒法進行薄煤層沿空留巷[J];礦山壓力與頂板管理;2000年03期

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1 繆協(xié)興;張東升;段慶芳;趙英利;;綜放沿空留巷充填巷幫變形機理分析[A];新世紀巖石力學與工程的開拓和發(fā)展——中國巖石力學與工程學會第六次學術大會論文集[C];2000年

2 鄭富洋;;探討解決沿空留巷注漿施工的幾個突出問題[A];第四屆全國煤炭工業(yè)生產一線青年技術創(chuàng)新文集[C];2009年

3 武書泉;;柔模泵注混凝土沿空留巷技術方案設計[A];第五屆全國煤炭工業(yè)生產一線青年技術創(chuàng)新文集[C];2010年

4 李晉平;;綜放大斷面沿空留巷圍巖穩(wěn)定性研究[A];中國科協(xié)2004年學術年會第16分會場論文集[C];2004年

5 高明濤;;沿空留巷圍巖結構模型的建立及其穩(wěn)定性分析[A];第十二次全國巖石力學與工程學術大會會議論文摘要集[C];2012年

6 李學彬;曲廣龍;黃萬鵬;張國炎;陸侃;王軍;;高支承壓力區(qū)沿空留巷充填體強化支護的數(shù)值模擬研究[A];巖石力學與工程的創(chuàng)新和實踐：第十一次全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2010年

7 李晉平;;綜放大斷面沿空留巷三維數(shù)值模擬研究[A];中國科協(xié)2005年學術年會第20分會場論文集[C];2005年

8 李永澮;張鴻斌;李建衛(wèi);;鳳凰山礦堅硬頂板條件下沿空留巷無煤柱回采的試驗[A];全國煤礦復雜難采煤層開采技術[C];2012年

9 李群;劉樹宏;李辰龍;李欣;;困難條件下錨網索支護沿空留巷Y形通風關鍵技術研究與工程實踐[A];煤炭開采新理論與新技術——中國煤炭學會開采專業(yè)委員會2010年學術年會論文集[C];2010年

10 李晉平;;綜放大斷面沿空留巷三維數(shù)值模擬研究[A];采礦工程學新論——北京開采所研究生論文集[C];2005年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 記者 常素莉邋通訊員 薛喜忠 梁軍;充填式沿空留巷新技術在陶一礦獲成功[N];河北經濟日報;2007年

2 張延穎;河北金牛葛泉礦沿空留巷創(chuàng)效近千萬元[N];科技日報;2008年

3 張慶良　賈世方;沿空留巷減少煤柱損失[N];科技日報;2008年

4 記者李仁堂 通訊員孔繁鋒 曹琰;沿空留巷“留”出效益 煤柱回收“榨”盡資源[N];中國煤炭報;2012年

5 任潤山 薛喜忠;給難題一個漂亮答案[N];中國煤炭報;2010年

6 首席記者 柳堯杰　通訊員 尹雪峰;鄂莊煤礦一項新技術創(chuàng)效千萬元[N];萊蕪日報;2009年

7 西山煤電(集團)公司屯蘭礦 朱國平;巷旁充填沿空留巷Y型通風無煤柱開采技術在屯蘭礦試驗成功[N];山西科技報;2010年

8 本報記者 耿夢濟 趙靜;綠色輸送助力沿空留巷無煤柱開采[N];中國煤炭報;2013年

9 常培亮　孫達佳;金信粉煤灰廠兩年“吃”掉電廠廢渣10萬立方米[N];太原日報;2011年

10 本報記者 郭永躍 通訊員 彭忠 路鳳國;一個工作面生出兩個“胖娃娃”[N];中國煤炭報;2007年

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1 蘇海;高瓦斯綜放沿空留巷圍巖穩(wěn)定控制與瓦斯治理技術研究[D];中國礦業(yè)大學(北京);2015年

2 張自政;沿空留巷充填區(qū)域直接頂穩(wěn)定機理及控制技術研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

3 李軍文;五陽煤礦綜放開采沿空留巷圍巖控制技術研究[D];遼寧工程技術大學;2015年

4 李迎富;二次沿空留巷圍巖穩(wěn)定性控制機理研究[D];安徽理工大學;2012年

5 陳勇;沿空留巷圍巖結構運動穩(wěn)定機理與控制研究[D];中國礦業(yè)大學;2012年

6 楊綠剛;深部大采高充填開采沿空留巷礦壓規(guī)律及協(xié)同控制研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2013年

7 盧小雨;深井大斷面沿空留巷圍巖穩(wěn)定控制機理研究[D];安徽理工大學;2013年

8 王新亞;煤礦新型沿空留巷模板支護技術及應用研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2014年

9 闞甲廣;典型頂板條件沿空留巷圍巖結構分析及控制技術研究[D];中國礦業(yè)大學;2009年

10 于憲陽;沿空留巷滯后段煤幫采動破壞機理及注漿重構技術[D];中國礦業(yè)大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙黨偉;余吾煤業(yè)綜放開采沿空留巷圍巖控制理論與技術研究[D];太原理工大學;2016年

2 林郁清;沿空留巷圍巖穩(wěn)定性分析與控制關鍵技術研究[D];安徽理工大學;2016年

3 李鵬;潘一東礦沿空留巷底鼓控制技術研究[D];安徽理工大學;2016年

4 孟曉強;云駕嶺煤礦12305工作面沿空留巷技術應用研究[D];河北工程大學;2016年

5 李輝亮;石灰?guī)r頂板沿空留巷機理及參數(shù)研究[D];河北工程大學;2016年

6 李陽;綜采沿空留巷隔離墻力學性能研究[D];西安科技大學;2015年

7 張華峰;沿空留巷隔離墻接頂充材料力學特性研究[D];西安科技大學;2015年

8 劉文學;金鳳煤礦大采高工作面沿空留巷應用研究[D];西安科技大學;2015年

9 葉文登;龐莊煤礦深部采空區(qū)下沿空留巷圍巖控制技術研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

10 趙飛;新元煤礦松軟圍巖沿空留巷礦壓顯現(xiàn)特征及支護參數(shù)優(yōu)化研究[D];中國礦業(yè)大學;2016年

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本文編號：1112991