顾桥矿深井开采沿空留巷顶板控制技术研究

论文摘要

随着我国煤矿开采深度的逐年增加,瓦斯含量逐渐增大且赋存异常,回采工作面瓦斯超限问题严重威胁着煤矿的安全生产,而沿空留巷则是解决工作面瓦斯超限问题的最有效途径,同时还能实现无煤柱连续开采,提高资源回收率,因此目前又成为我国煤矿开采的一大热点。本文结合已有的沿空留巷研究成果,指出了当前沿空留巷存在的一些问题,全面分析了深部巷道围岩的变形破坏特征、回采空间应力分布规律、留巷侧采空区顶板运动规律、巷旁充填墙体的作用、巷内支护形式的选择和巷旁支护阻力等深井沿空留巷必须重视的几个关键问题。利用FLAC数值计算软件详细分析了沿空留巷自开挖至二次采动影响各个阶段内巷道围岩的变形情况,特别是对巷旁充填墙体的不同宽度和不同顶板岩性条件下巷道的变形情况进行了对比分析,得出了顾桥矿深井高地压厚层复合顶板条件下巷旁充填墙体的合理宽度。结合数值模拟结果,以顶板预应力结构理论为基础,提出了锚杆强化控制技术原理,并针对顾桥矿的特定地质开采条件,给出了巷道在掘进、回采及留巷不同阶段内切实有效的顶板控制技术。研究成果在顾桥矿1115(1)工作面上顺槽沿空留巷工程实践中取得了初步成功,实现了深井大断面沿空留巷锚网支护技术,留巷后巷道断面基本保持在8.0m2以上,满足使用要求。开创了现代化矿井高效快速回采沿空留巷的创新工程,工作面最高日产量16426t,创造了国内外沿空留巷工作面开采的最高产量记录。该论文有图46幅,表4个,参考文献70篇。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出与研究意义（The Raise of Promblem and the Meaning of Research）
• 1.2 研究现状（Current Research States）
• 1.2.1 国内研究现状（Internal Current Research States）
• 1.2.2 国外研究现状（Current Research States abroad）
• 1.2.3 存在的问题（Problems of Existing）
• 1.3 主要研究内容和方法（Research Contents and Approach）
• 2 深井开采沿空留巷的几个关键问题分析
• 2.1 深部巷道围岩的变形破坏特点（Deformation and Breakage Trait of Deep Roadway Surrounding Rock）
• 2.2 沿空留巷围岩应力分布（Stress Distribution of Surrounding Rock Around Gob-side Entry Rataining）
• 2.3 留巷侧采空区顶板的运动规律（The Moveing Law of Gob Roof beside Gob-side Entry Retaining）
• 2.4 巷旁充填墙体的作用（The Function of Filling Wall beside Roadway）
• 2.5 巷内支护形式的选择（The Selection of Roadway Support）
• 2.6 沿空留巷巷旁支护阻力计算（The Calculation of Support Resistance beside Gob-side Entry Retaining）
• 2.7 本章小结（Brief Summary）
• 3 顾桥矿深井开采沿空留巷数值模拟研究
• 55]（Brief Introduction of FLAC）'>3.1 FLAC 简介[52⁵5]（Brief Introduction of FLAC）
• 3.1.1 FLAC 特点（The Trait of FLAC）
• 3.1.2 FLAC 计算原理（The Calculation Elements of FLAC）
• 3.1.3 FLAC 应用领域（The Application Field of FLAC）
• 3.2 数值模拟模型（Numerical Simulation Model）
• 3.2.1 工作面概况（General Situation of Mining Face）
• 3.2.2 数值模拟模型的建立(The Foundation of Numerical Simulation Mode
• 3.3 数值计算分析（Analysis of Numerical Calculation）
• 3.3.1 巷道开挖的数值分析（Numerical Analysis of Roadway Driving）
• 3.3.2 一次采动影响下的数值分析（Numerical Analysis of the First Mining Influence）
• 3.3.3 留巷期间复合顶板条件下的数值分析（Numerical Analysis of Complex Roof Condition During Retaining）
• 3.3.4 留巷期间砂岩顶板与复合顶板的数值对比分析（Numerical Contrast Analysis of Sandstone Roof and Complex Roof During Retaining）
• 3.3.5 二次采动影响的数值分析（Numerical Analysis of the Second Mining Influence）
• 3.4 本章小结（Brief Summary）
• 4 顾桥矿深井开采沿空留巷顶板控制技术
• 4.1 沿空留巷顶板控制的基本原理（The Basic Principle of Roof Control in Gob-side Entry Retaining）
• 4.1.1 煤巷顶板的预应力结构理论（The Pre-stress Structure Theory of Butt Entry Roof）
• 4.1.2 锚杆强化控制技术原理（The Technology Elements of Bolt Strengthen Contol）
• 4.2 沿空留巷顶板控制技术（Roof Control Technology of Gob-side Entry Retaining）
• 4.2.1 掘进期间顶板控制技术（Roof Control Technology During Driving）
• 4.2.2 采动影响期间顶板控制技术（Roof Control Technology During Mining Influence）
• 4.2.3 待充填区顶板控制技术（Roof Control Technology of Waiting for Filling Area）
• 4.2.4 留巷期间顶板控制技术（Roof Control Technology During Retaining）
• 4.3 本章小结（Brief Summary）
• 5 工程实践
• 5.1 概述（Summarize）
• 5.1.1 工作面地质概况（Geology of Mining Face）
• 5.1.2 试验巷道维护特点(The Maintenance Trait of Experiment
• 5.2 巷道支护参数设计（Parameter Design of Roadway Support）
• 5.2.1 支护方案（Support Scheme）
• 5.2.2 支护参数（Support Parameter）
• 5.3 矿压观测分析（Mine Stress Observation and Analysis）
• 5.3.1 掘进期间的矿压观测分析（Mine Stress Observation and Analysis During Driving）
• 5.3.2 回采期间的矿压观测分析（Mine Stress Observation and Analysis During Mining）
• 5.4 支护效果分析（Support Effect Analysis）
• 5.5 本章小结（Brief Summary）
• 6 主要结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集