下保护层开采对上覆巷道稳定性的影响

论文摘要

本文基于下保护层开采卸压后上覆巷道围岩应力分布特点及规律,综合运用理论分析、计算机数值模拟、相似材料模拟及现场工业性试验等多种研究方法,对上覆巷道的围岩应力分布、变形规律、支护方式和马丽散注浆支护技术进行了系统的研究,得出了顶板挠曲与巷道支护阻力的关系、巷道围岩应力分布、变形规律、合理的支护方式及其马丽散注浆参数。下保护层开采卸压后,采动断裂角为50°,卸压影响区的巷道变形主要是由于巷道周围存在纵向破断裂隙,围岩受到垂直应力和剪切应力的影响,顶板较破碎,锚梁网比U型棚支护效果要好,工作面回采至卸压区时,需要马丽散注浆加固,使破碎顶板重新固结生成整体性强度较高的顶板;另一方面就是合理的巷道布局,避开应力集中区,把巷道布置在应力降低区。本文研究成果对于下保护开采后上覆围岩的支护和合理布局具有一定的指导意义和参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 下保护层开采技术研究现状
• 1.2.2 巷道稳定性方面的研究
• 1.3 存在的问题
• 1.4 论文研究的主要内容
• 1.5 研究技术路线
• 1.6 理论和应用方面的意义
• 2 下保护层开采对上覆巷道稳定性的数值模拟分析
• 2.1 数值分析与模拟软件简介
• 2.2 模型的建立
• 2.3 模拟结果分析
• 2.3.1 被卸压煤层中的巷道应力分析
• 2.3.2 巷道围岩位移变化分析
• 2.3.3 下保护层开采卸压范围和被卸压煤层开采合理布局分析
• 2.4 小结
• 3 下保护层开采后上覆煤岩运移及应力分布规律的相似模拟实验
• 3.1 相似材料模拟原理
• 3.2 试验模型的建立
• 3.3 试验结果分析
• 3.3.1 上覆煤岩裂隙发育规律
• 3.3.2 被卸压煤层的应力分布
• 3.3.3 上覆煤岩下沉移动规律
• 3.3.4 被卸压煤层的卸压范围
• 3.4 小结
• 4 被卸压煤层巷道围岩变形力学分析和支护机理
• 4.1 被卸压煤层回采巷道支护与顶板下沉的关系
• 4.1.1 力学模型的建立
• 4.1.2 力学分析计算
• 4.2 围岩强化系统设计
• 4.2.1 锚杆支护系统对巷道围岩的强化作用
• 4.2.2 注浆支护原理
• 4.3 本章小结
• 5 工程应用
• 5.1 工程背景
• 5.2 回采巷道稳定性分析
• 5.2.1 工程技术概况
• 5.2.2 巷道变形观测设计
• 5.2.3 未受本工作面采动影响的巷道变形分析
• 5.2.4 受本工作面采动影响时的巷道表面变形
• 5.3 马丽散注浆加固控制
• 5.3.1 方案的提出
• 5.3.2 注浆参数选取和流程
• 5.3.3 观测结果分析
• 5.4 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果