【摘要】：煤層形成年代決定了煤巷復(fù)合頂板存在的普遍性,復(fù)合頂板結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定大大提升了支護(hù)難度,尤其是動壓擾動下的復(fù)合頂板煤巷支護(hù)更是困擾煤礦安全高效生產(chǎn)的難題。本文以多次動壓擾動下復(fù)合頂板煤巷為研究對象,采用理論分析、實驗室實驗及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對錨固結(jié)構(gòu)及圍巖失穩(wěn)規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究,取得以下主要成果:(1)實驗確定了典型復(fù)合頂板煤巷22301工作面瓦斯治理巷圍巖力學(xué)基本性質(zhì);試驗了鐵晶砂膠結(jié)新型相似模擬材料,并應(yīng)用于采礦領(lǐng)域復(fù)合頂板煤巷物理模型制作;分析確定了復(fù)合頂板、動壓擾動以及支護(hù)結(jié)構(gòu)體系不合理為該巷道圍巖穩(wěn)定性主要影響因素。(2)基于復(fù)合頂板力學(xué)模型受力分析了其破壞機(jī)理,采用FLAC~(3D)數(shù)值模擬軟件得出了軟弱巖層位置、軟弱巖層厚度以及不同側(cè)壓系數(shù)等影響因素下巷道圍巖變形特征:復(fù)合頂板煤巷易出現(xiàn)大變形及離層現(xiàn)象;巷道頂板撓度及塑性區(qū)范圍與軟弱巖層距巷道距離成負(fù)相關(guān),與軟弱巖層厚度成正相關(guān);隨著側(cè)壓系數(shù)增大圍巖塑性區(qū)呈先減小后增大趨勢。(3)通過數(shù)值模擬仿真分析得出了22301工作面瓦斯治理巷三次采動影響階段錨固結(jié)構(gòu)及圍巖穩(wěn)定性變化規(guī)律:隨著動壓影響加劇,巷道受高地應(yīng)力、側(cè)向支承壓力及超前支承壓力疊加影響,圍巖變形量、塑性區(qū)范圍以及錨固結(jié)構(gòu)受力不斷增大,原有支護(hù)結(jié)構(gòu)無法維持巷道圍巖穩(wěn)定。(4)優(yōu)化確定了22301工作面瓦斯治理巷采取“高強(qiáng)錨桿+鋼帶+強(qiáng)力錨索+金屬網(wǎng)”聯(lián)合支護(hù)方案;模擬分析對比了新舊支護(hù)方案控制下圍巖穩(wěn)定性,并應(yīng)用于現(xiàn)場工業(yè)性試驗,礦壓監(jiān)測結(jié)果表明優(yōu)化后巷道圍巖變形量得到了有效的控制。(5)采用了YGS127(A)煤礦巷道圍巖光纖光柵動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),對錨桿受力進(jìn)行監(jiān)測,結(jié)果表明優(yōu)化后整體支護(hù)結(jié)構(gòu)受力較為均勻,支護(hù)承載體性能得到了更好的發(fā)揮,保證了圍巖-支護(hù)承載結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,證明該支護(hù)結(jié)構(gòu)能有效控制22301工作面瓦斯治理巷圍巖變形,為同類巷道圍巖控制提供相關(guān)參考。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD353

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陸曉敏;袁濤;;運用塊體單元法的疊層梁應(yīng)力分析及破壞模擬[J];重慶理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué));2015年11期

2 楊仁樹;王茂源;馬鑫民;林天舒;楊陽;;煤巷圍巖穩(wěn)定性分類研究[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2015年10期

3 樊克恭;王亞軍;甄恩澤;馮帆;馬池帥;;深部沿空掘巷肩角錨桿破斷機(jī)理分析[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年10期

4 趙一鳴;張農(nóng);鄭西貴;李寶玉;;千米深井厚硬頂板直覆沿空留巷圍巖結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];采礦與安全工程學(xué)報;2015年05期

5 張自政;柏建彪;陳勇;李萌;;沿空留巷不均衡承載特征探討與應(yīng)用分析[J];巖土力學(xué);2015年09期

6 張繼華;王連國;朱雙雙;李青海;;松散軟巖巷道圍巖塑性區(qū)擴(kuò)展分析及支護(hù)實踐[J];采礦與安全工程學(xué)報;2015年03期

7 李家卓;張繼兵;侯俊領(lǐng);王磊;殷志強(qiáng);李傳明;;動壓巷道多次擾動失穩(wěn)機(jī)理及開采順序優(yōu)化研究[J];采礦與安全工程學(xué)報;2015年03期

8 王正義;竇林名;王桂峰;;動載作用下圓形巷道錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理研究[J];巖土工程學(xué)報;2015年10期

9 于進(jìn)廣;計慶輝;;深部高應(yīng)力硐室支護(hù)技術(shù)應(yīng)用與實踐[J];能源技術(shù)與管理;2015年02期

10 王剛;張學(xué)朋;蔣宇靜;李博;吳學(xué)震;黃娜;;基于顆粒離散元法的巖石節(jié)理面剪切破壞細(xì)觀機(jī)理[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年04期

本文編號：2736064