【摘要】：隨著我國(guó)煤炭工業(yè)開(kāi)采的強(qiáng)度逐漸增大，賦存條件比較好的煤層的儲(chǔ)量漸漸接近枯竭，，然而煤炭資源作為支撐我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源，在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍然需要進(jìn)行大幅的開(kāi)采，促使賦存條件比較差的煤層，例如極近距離煤層逐漸進(jìn)入人們的視野，并將或者已成為煤炭開(kāi)采的主體。 因?yàn)槌擅簵l件的不同，極近距離煤層的賦存情況也不同，主要體現(xiàn)在兩煤層層間距不同、煤質(zhì)不同、可采的厚度不同、頂?shù)装宓臈l件不同等。因?yàn)闃O近距離煤層相鄰的兩煤層的層間距很小，上部煤層的回采工作必然會(huì)對(duì)下部煤層煤的煤體以及頂板造成破壞，影響其頂板的連續(xù)性和完整性，下部煤層的頂板上還覆蓋著上部煤層回采后垮落的矸石，并且上部煤層遺留的煤柱在底板巖層中產(chǎn)生集中應(yīng)力，導(dǎo)致下部煤層的頂板結(jié)構(gòu)及其所處應(yīng)力環(huán)境產(chǎn)生變化，因而極近距離煤層下部煤層和單一煤層的開(kāi)采相比，出現(xiàn)了很多不同的礦壓現(xiàn)象。 為了保障煤炭企業(yè)安全高效的生產(chǎn)，提高煤炭資源的回采率，對(duì)于極近距離煤層下層煤回采巷道的穩(wěn)定性及控制技術(shù)的研究非常必要。 本文以山西華美奧能源集團(tuán)有限公司興陶煤礦為背景，針對(duì)在進(jìn)行極近距離煤層下部煤層的開(kāi)采工作時(shí)，即使將下部煤層的回采巷道布置在應(yīng)力的降低區(qū)，其仍然會(huì)出現(xiàn)頂板破碎、支護(hù)困難的情況，通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)極近距離煤層采空區(qū)底板巖層的破壞特征、底板巖層中應(yīng)力的分布規(guī)律、下層煤回采巷道的布置方式、巷道支護(hù)方式和相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行了探索性的分析研究。 研究得出的主要結(jié)論有：通過(guò)理論分析計(jì)算確定了興陶煤礦4-1號(hào)煤層采空區(qū)底板的破壞特征；通過(guò)對(duì)上部煤層遺留煤柱穩(wěn)定性的理論分析，得出了下部煤層回采巷道內(nèi)錯(cuò)式、外錯(cuò)式和重疊式三種布置方式的適用條件，推導(dǎo)出了理論內(nèi)、外錯(cuò)距的計(jì)算公式，并結(jié)合興陶煤礦的實(shí)際地質(zhì)條件確定該礦4-2號(hào)煤層的回采巷道采用內(nèi)錯(cuò)式布置；采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件分析研究了興陶煤礦上部煤層遺留煤柱的應(yīng)力在底板巖層內(nèi)的傳遞規(guī)律和采空區(qū)高度對(duì)底板破壞特征的影響，確定了該礦內(nèi)錯(cuò)距大于6m布置回采巷道是安全合理的，并研究了采空區(qū)高度和層間距對(duì)下部煤層回采巷道穩(wěn)定性的影響；根據(jù)前面理論分析和數(shù)值模擬的結(jié)果并結(jié)合工程類比，最終確定該礦回采巷道的支護(hù)方式為錨桿、錨索、鋼帶、金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)，并通過(guò)理論計(jì)算和正交優(yōu)化相結(jié)合的方法給出了相應(yīng)的支護(hù)參數(shù)。
【圖文】：

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文方式和相關(guān)的參數(shù)析和數(shù)值模擬的結(jié)果,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)條件,確定了應(yīng)的支護(hù)參數(shù)，并采用正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)的技術(shù)路線的具體技術(shù)路線如圖 1-1 所示：

圖 2-1 支承應(yīng)力作用下的底板屈服破壞深度Fig.2-1 The floor yield destroy depth formed by bearing stress根據(jù)滑移線場(chǎng)理論［46-47］，由圖 2-1 可知，在支承應(yīng)力作用下導(dǎo)致的底板的破壞深度h 為：)24cos(tan0 fh re(2-1))422cos(00fxr (2-2)由 0d dh得底板巖層的破壞深度的最大值0h 為：)024)tansin(24cos(tan0tan0 ffrereddhf
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD353

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2577029