采空區(qū)下沿空留巷頂板穩(wěn)定性影響因素及控制對(duì)策
本文關(guān)鍵詞:采空區(qū)下沿空留巷頂板穩(wěn)定性影響因素及控制對(duì)策,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:本文以謝橋礦11426工作面軌道順槽沿空留巷為研究對(duì)象,綜合運(yùn)用現(xiàn)場調(diào)研、理論分析、數(shù)值計(jì)算、工業(yè)性試驗(yàn)等研究方法,對(duì)采空區(qū)下沿空留巷的主要影響因素及控制技術(shù)開展研究。 采用彈性力學(xué)理論和MathCAD軟件,分析了采場下方巖層的應(yīng)力分布規(guī)律;分別應(yīng)用彈塑性理論和滑移線場理論,計(jì)算了采場下方巖層的極限屈服破壞深度。運(yùn)用礦壓理論,分析了基本頂二次破斷的位置及其影響;采用塊體理論分析了“塊體”結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,從而闡述了采空區(qū)下留巷頂板結(jié)構(gòu)的破壞過程。 采用FLAC3D和Tecplot軟件,數(shù)值分析了煤層間結(jié)構(gòu)、上煤層回采寬度、回采高度、煤層間距和煤層傾角等5個(gè)主要因素對(duì)采場下方巖層應(yīng)力狀態(tài)與破壞深度的影響及其各自的作用規(guī)律。 根據(jù)采空區(qū)下留巷頂板結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及破壞過程,在留巷圍巖控制對(duì)策方面,應(yīng)重點(diǎn)考慮頂板離層的控制以及肩角冒落問題,從而分析了施工U型鋼可縮性支架的必要性及其工作原理。在此基礎(chǔ)上施工壁后充填、鎖棚錨桿(索)、滯后注漿和預(yù)充填區(qū)頂板加固等主被動(dòng)聯(lián)合支護(hù)方法,探討了各自的作用機(jī)理及施工方法,并在謝橋礦11426軌道順槽沿空留巷取得應(yīng)用。 研究表明:采空區(qū)下巷道雖處于應(yīng)力降低區(qū),但采前頂板結(jié)構(gòu)就已發(fā)生大范圍的破壞,裂隙發(fā)育廣泛。為了確保頂板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全,留巷過程中仍需施工大量主被動(dòng)聯(lián)合支護(hù)手段,其支護(hù)強(qiáng)度足以滿足同條件單一煤層留巷工程的需求。此外,U型棚的架設(shè)不但增加了施工工序,在采用機(jī)械立模時(shí)還需拆除充填墻體側(cè)的棚腿,失去了U型棚有效的承載能力,并且增加了錨桿(索)所要承受的壓力,,甚至?xí)䦟?dǎo)致錨索外露部分在剪切應(yīng)力的作用下被間斷而整體失效。因此,與單一煤層留巷相比,采空區(qū)下沿空留巷更為困難。
【關(guān)鍵詞】:采空區(qū) 沿空留巷 采動(dòng)效應(yīng) 頂板結(jié)構(gòu) 影響因素
【學(xué)位授予單位】:中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TD322;TD353
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-8
- 目錄8-12
- 圖清單12-15
- 表清單15-16
- 變量注釋表16-17
- 1 緒論17-28
- 1.1 問題提出與研究意義17-18
- 1.2 研究現(xiàn)狀與文獻(xiàn)綜述18-26
- 1.3 論文研究的主要內(nèi)容與方法26-28
- 2 采空區(qū)下留巷頂板應(yīng)力環(huán)境及其破壞過程28-52
- 2.1 上部煤層開采對(duì)底板應(yīng)力的影響28-37
- 2.2 上部煤層開采底板損傷狀態(tài)分析37-45
- 2.3 采空區(qū)下留巷頂板破壞過程分析45-51
- 2.4 本章小結(jié)51-52
- 3 采空區(qū)下留巷的主要影響因素?cái)?shù)值分析52-64
- 3.1 模型的建立、邊界條件及方案設(shè)計(jì)52-55
- 3.2 模擬結(jié)果分析55-63
- 3.3 本章小結(jié)63-64
- 4 采空區(qū)下留巷圍巖控制關(guān)鍵技術(shù)64-72
- 4.1 U 型鋼可縮性支架64-65
- 4.2 支架壁后充填65-66
- 4.3 鎖棚錨桿(索)66-68
- 4.4 滯后注漿68-70
- 4.5 預(yù)充填區(qū)頂板加固70-71
- 4.6 本章小結(jié)71-72
- 5 工程實(shí)踐72-88
- 5.1 工程概況及地質(zhì)條件72-74
- 5.2 圍巖控制方案74-82
- 5.3 采前加固方案評(píng)價(jià)及優(yōu)化82-85
- 5.4 留巷圍巖控制效果分析85-88
- 6 主要結(jié)論88-90
- 參考文獻(xiàn)90-95
- 作者簡歷95-97
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集97
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