【摘要】：近距離煤層煤柱采空區(qū)下長壁普采是指兩煤層相距較近并采取下行式的開采順序，在開采上煤層時采用煤柱支撐法管理頂板，而對于下煤層則采用普通機械化的采煤工藝方式進行開采。在這種情況下，下部煤層回采工作面的礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律、支護結(jié)構與圍巖的控制關系、回采巷道的布置特點及支護方式等均具有特殊性。 本文以一0四煤礦B4、B5煤層為研究背景，首先討論了近距離煤層的判定方法并概述了煤柱支撐法的具體含義及其目前的發(fā)展現(xiàn)狀，繼而依據(jù)B4煤層的實際開采情況，運用礦山壓力與巖層控制、材料力學中相關理論對B4煤層開采后其頂板各巖層的運動特征、采空區(qū)內(nèi)殘留煤柱的穩(wěn)定狀態(tài)及其在底板內(nèi)應力的分布規(guī)律進行了分析。 在此基礎上，以材料力學中“梁”和“板”相關理論計算出開采B5煤層時老頂?shù)某醮蝸韷翰骄嗉爸芷趤韷翰骄�。理論計算確定出了B5煤層回采工作面支護設備的選型、合理的支護密度及回采巷道的合理布置位置。 采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件，以兩煤層的實際賦存狀況及開采特點建立模型，，模擬出B4煤層開采后殘留煤柱內(nèi)及其在底板內(nèi)的集中應力分布狀況，在此基礎上分析當回采工作面取不同長度時，工作面及回采巷道的受力狀況，最終確定回采工作面的合理長度及在開采過程中應采取的技術措施。 最后，當回采巷道布置在殘留煤柱下方時由于集中應力的影響，以工程類比法為主要手段確定出回采巷道錨桿的合理參數(shù)，設計出在回采巷道的合理支護方案。 主要得出以下結(jié)論： （1）B4煤層以煤柱支撐法開采后老頂因采空區(qū)內(nèi)殘留煤柱的支撐作用不會斷裂，采空區(qū)殘留煤柱也處于穩(wěn)定狀態(tài)，煤柱底板5m內(nèi)是集中應力的主要影響范圍。 （2）B5煤層開采后老頂?shù)某醮蝸韷翰骄嘣?7.5~64.4m的范圍內(nèi)，周期來壓步距為19.45m。回采工作面支柱排距a取0.8m、柱距b取0.6m。在B5煤層回采時應采取調(diào)整采高、調(diào)斜工作面開采及快速通過煤柱下區(qū)域等開采措施。 （3）確定B5煤層回采工作面的合理長度為120m。對回采巷道的頂?shù)捉菓捎米{錨桿對圍巖進行加固，以控制巷道變形。在巷道兩幫布置卸壓孔，從而將集中應力向巷道深部轉(zhuǎn)移，以減小支護結(jié)構所承受的礦山壓力。
【圖文】：

煤巖層物理力學測定結(jié)果，確定出的煤巖體物理力學參數(shù)如下表所示：表4.1 一0四煤礦煤巖層物理力學參數(shù)測定結(jié)果巖石名稱體積模量/103MPa剪切模量/103MPa密度Kg/m3摩擦角/ °粘結(jié)力/MPa抗拉強度/MPa泊松比粉砂巖 6.70 2.30 2650 38 6.00 4.1 0.35炭質(zhì)泥巖 1.57 1.27 2400 30 2.75 1.5 0.18頁巖 2.10 1.30 2550 28 9.00 2.5 0.25B4 煤層 0.84 0.39 1400 36 2.50 0.6 0.30B5 煤層 0.82 0.38 1400 36 2.50 0.6 0.30砂質(zhì)泥巖 1.95 1.46 2500 30 3.25 1.95 0.20依據(jù)上述條件建立出如圖 4.1 所示的總體模型，圖 4.2 為總體模型的 B4 煤層剖面圖。

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文-31-圖4.2 整體模型剖面圖4.3B4 煤層數(shù)值模擬結(jié)果分析圖4.3 至圖4.5 分別為B4 煤層回采工作面頂?shù)装寮懊褐鶅?nèi)垂直應力、水平應力及最大主應力的分布云圖。圖4.3 回采工作面頂?shù)装寮懊褐鶅?nèi)垂直應力的分布云圖
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TD353

【參考文獻】

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本文編號：2576672