卧龙湖矿沿空留巷围岩控制技术研究

论文摘要

本文在详细分析前人研究成果的基础上,运用理论分析和数值模拟方法对沿空留巷围岩控制的原理和支护技术进行了分析和探讨,得出了沿空留巷顶板上覆岩层活动规律和围岩控制技术。论文揭示了采空侧顶板是主动垮落和被动垮落及前后期破坏后形成的动态平衡结构,沿空留巷支护的前期作用主要考虑切顶作用,坚持“以切顶为主,切让兼顾”的原则,保证顶板沿充填体外侧切顶断裂;后期作用要求具有适当的双向承载性能,应坚持“以让为主,让支兼顾”的原则,充填体上方顶板完整,控制煤帮强烈位移;提出了巷内锚杆支护和巷旁支护相结合的控制原理,形成了一套巷内超高强预应力锚杆支护和新型充填材料,快速充填工艺的围岩控制技术体系。沿空留巷支护前期采用超强预应力锚杆支护,技术核心是实现快速增阻,达到高强度、高刚度、高预紧力和高可靠性;后期的关键是选用早撑、早强、大刚度的巷帮充填材料和快速巷旁充填工艺;经过数值模拟分析和现场实测得出沿空留巷围岩变形的一般规律,巷内支护的强度,顶板的完整性和充填墙体的强度特性是影响围岩变形的主要因素。最后结合卧龙湖矿103首采工作面沿空留巷具体实例,验证了论文研究结论的正确性,现场应用取得了良好的技术经济效果。该论文有图45幅,表7个,参考文献69篇。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出和研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究现状
• 1.3 论文研究的方法和内容
• 1.4 论文的研究思路
• 2 沿空留巷上覆岩层破断规律研究
• 2.1 沿空留巷开采的技术特点
• 2.2 沿空留巷上覆岩层破断规律
• 2.2.1 采空侧顶板岩层的垮落形式
• 2.2.2 围岩活动的分期规律及空间特征
• 2.3 沿空留巷支护载荷规律确定的原则
• 2.4 本章小结
• 3 超高强预应力支护技术体系与快速巷旁充填工艺体系
• 3.1 巷内支护技术分析
• 3.1.1 围岩应力场优化原理
• 3.1.2 支护体与围岩相互作用优化
• 3.1.3 支护体承载性能强化
• 3.2 巷旁充填技术
• 3.2.1 巷旁充填材料
• 3.2.2 新型充填材料的泵送性能
• 3.2.3 充填工艺
• 3.3 本章小结
• 4 沿空留巷围岩变形与应力场变化数值模拟分析
• 4.1 FLAC 的简介
• 4.1.1 空单元模型
• 4.1.2 各向同性弹性模型
• 4.1.3 Mohr-Coulomb（莫尔-库伦）模型
• 4.2 建立数值模拟模型
• 4.2.1 工作面煤层概况
• 4.2.2 数值模拟模型的建立
• 4.3 数值计算分析
• 4.3.1 巷道开挖后的数值分析
• 4.3.2 采动影响下的数值分析
• 4.3.3 留巷后数值模拟分析
• 4.3.4 岩浆岩顶板与泥岩粉砂岩顶板的对比分析
• 4.3.5 墙体宽度对围岩变形影响分析
• 4.4 本章小结
• 5 工业性试验
• 5.1 103 工作面基本地质条件
• 5.1.1 地质概况
• 5.1.2 顶底板情况
• 5.1.3 地质构造情况
• 5.1.4 水文地质情况
• 5.2 巷道支护参数设计
• 5.2.1 巷道掘进支护参数
• 5.2.2 回采前原位巷道加固方案及参数
• 5.3 矿压观测及支护效果分析
• 5.3.1 矿压观测的主要内容和测点布置
• 5.3.2 矿压观测结果分析
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集