切頂卸壓是沿空留巷技術(shù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是在工作面開采前對沿空留巷頂板進行深孔欲裂爆破定向切縫,并在高強度支護體的作用下使得采空區(qū)頂板巖層沿爆破切縫垮落的一種切頂卸壓方法,該方法主要適用于堅硬頂板。我國有大量賦存于“三軟”地質(zhì)條件下的煤炭資源,這類煤層的頂板軟、強度低,可在“自身重力+上覆巖層重力+巷旁支護作用力”的聯(lián)合作用下沿采空區(qū)邊緣切落,此地質(zhì)條件下的切頂卸壓可在頂板超前鉆孔的引導(dǎo)下實現(xiàn),從而達到無爆破切頂留巷的目的。本文以具有“三軟”地質(zhì)特征的象山礦井21309工作面輔助進風(fēng)巷為工程背景,對弱化孔切頂卸壓沿空留巷技術(shù)進行了研究,建立了圓孔受力模型,采用COMSOL數(shù)值模擬軟件,對圓孔應(yīng)力集中及孔間應(yīng)力疊加干涉效應(yīng)進行了模擬,研究了不同因素對圓孔周圍應(yīng)力分布的影響,研究結(jié)果表明,圓孔周邊應(yīng)力分布與側(cè)壓系數(shù)、孔間距有關(guān),與孔徑尺寸及施加載荷的大小無關(guān);圓孔塑性區(qū)分布隨著側(cè)壓系數(shù)的不同表現(xiàn)出不同的特征,隨著側(cè)壓系數(shù)的不斷增大,塑性區(qū)形狀將由圓環(huán)形逐漸過渡為橢圓形,最終變成蝶形,且這種蝶形塑性區(qū)的大小與孔徑呈正相關(guān);此地質(zhì)條件下,當孔徑為40mm,孔間距小于0.5m時,塑性區(qū)可相互貫通,在... 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 切頂卸壓技術(shù)研究
        1.2.2 巷內(nèi)支護研究
        1.2.3 巷旁支護研究
    1.3 研究目標與內(nèi)容
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究內(nèi)容
    1.4 研究方案與技術(shù)路線
        1.4.1 研究方案
        1.4.2 技術(shù)路線
2 超前鉆孔對頂板巖層的弱化機理
    2.1 工程概況
        2.1.1 煤層賦存狀況
        2.1.2 煤層頂?shù)装?br>    2.2 薄板圓孔周邊應(yīng)力分布特征
        2.2.1 單孔應(yīng)力分布
        2.2.2 雙孔應(yīng)力分布
    2.3 孔間應(yīng)力分布影響因素分析
    2.4 圓孔周邊巖體破壞特征
        2.4.1 側(cè)壓系數(shù)對塑性破壞的影響
        2.4.2 孔徑對塑性破壞的影響
        2.4.3 載荷對塑性破壞的影響
        2.4.4 孔間距對塑性破壞的影響
    2.5 本章小結(jié)
3 留巷關(guān)鍵塊體的形成與支護設(shè)計
    3.1 基本頂三角塊模型
    3.2 留巷支護阻力分析
        3.2.1 留巷初始階段支護阻力
        3.2.2 留巷切頂階段支護阻力
        3.2.3 留巷穩(wěn)定階段支護阻力
    3.3 支護參數(shù)設(shè)計
        3.3.1 巷旁支護設(shè)計
        3.3.2 巷內(nèi)頂板支護設(shè)計
    3.4 本章小結(jié)
4 弱化孔切頂參數(shù)設(shè)計
    4.1 鉆孔深度
    4.2 弱化孔角度參數(shù)數(shù)值模擬研究
        4.2.1 模型建立與方案
        4.2.2 鉆孔角度效應(yīng)模擬分析
    4.3 本章小結(jié)
5 現(xiàn)場工程實踐
    5.1 施工工藝及礦壓觀測方案設(shè)計
        5.1.1 施工工藝
        5.1.2 礦壓觀測方案布置
    5.2 巷道表面收斂監(jiān)測
        5.2.1 頂?shù)装逡平?br>        5.2.2 兩幫移近量
    5.3 巷道頂板深部位移監(jiān)測
    5.4 錨索受力監(jiān)測分析
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 不足與展望
參考文獻
致謝
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]淺孔爆破在沿空留巷切頂卸壓中的應(yīng)用研究[J]. 徐軍,曹其嘉,孟寧康.  數(shù)學(xué)的實踐與認識. 2018(20)
[2]近水平層滑構(gòu)造高側(cè)壓系數(shù)對防突卸壓角的影響研究[J]. 劉軍,孟賢正,李少波.  礦業(yè)安全與環(huán)保. 2018(05)
[3]基于雙向聚能拉張爆破理論的巷道頂板定向預(yù)裂[J]. 何滿潮,郭鵬飛,張曉虎,王炯.  爆炸與沖擊. 2018(04)
[4]厚煤層快速回采切頂卸壓無煤柱自成巷工程試驗[J]. 何滿潮,高玉兵,楊軍,王建文,王亞軍,朱珍.  巖土力學(xué). 2018(01)
[5]破碎頂板切頂留巷采空區(qū)頂板垮落特征試驗研究[J]. 何滿潮,郭鵬飛,王炯.  煤炭科技. 2017(03)
[6]沿空留巷圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性力學(xué)分析[J]. 李迎富,華心祝.  煤炭學(xué)報. 2017(09)
[7]沿空留巷充填區(qū)域直接頂受力狀態(tài)探討與應(yīng)用[J]. 張自政,柏建彪,王衛(wèi)軍,陳勇,于憲陽.  煤炭學(xué)報. 2017(08)
[8]深井沿空留巷非對稱破壞機制與控制技術(shù)研究[J]. 武精科,闞甲廣,謝生榮,謝福星,趙勇強.  采礦與安全工程學(xué)報. 2017(04)
[9]沿空切頂巷道圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)分析及恒壓讓位協(xié)調(diào)控制[J]. 高玉兵,郭志飚,楊軍,王建文,王亞軍.  煤炭學(xué)報. 2017(07)
[10]切頂卸壓沿空留巷圍巖結(jié)構(gòu)控制及其工程應(yīng)用[J]. 何滿潮,陳上元,郭志飚,楊軍,高玉兵.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(05)

博士論文
[1]深井沿空留巷頂板致災(zāi)機理與控制技術(shù)研究[D]. 武精科.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2017
[2]無煤柱沿空留巷控制力學(xué)模型及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 文志杰.山東科技大學(xué) 2011



本文編號：3720958