梅河矿高应力煤巷锚网索支护技术研究

论文摘要

近年来随着煤矿资源量的日益开采,浅部煤层资源量逐渐减少,开采深度逐年加深,高应力问题成为危及深部矿井巷道支护的主要问题。从上世纪中叶开始,锚杆支护技术在煤矿巷道支护中得到广泛应用,已经成为煤矿巷道支护的主流。由于深部高应力矿井,地应力较高、围岩变形大等特点,单纯的锚杆支护或棚式支护已经难以胜任,难以保证巷道长期稳定及为工作面顺利回采服务。因此,联合支护成为深部高应力矿井支护研究和发展的方向。论文以梅河矿具体工程地质条件为基础,对梅河矿1601工作面现已支护的巷道现状进行研究其破坏的原因,通过对巷道围岩物理力学参数的测定、巷道围岩松动圈和地应力的测量,经过分析研究后确定了该工作面两巷为高应力煤巷及该煤层具备高应力显现的条件。通过对国内外对高应力巷道支护理论的研究,提出了适合该矿1601工作面两巷的“锚杆+锚索+金属网+钢筋梯+喷射混凝土+可缩性金属支架”支护设计方案,并对支护方案进行Flac数值模拟和实施试验巷道的现场试验,以及对巷道进行矿压观测。从试验巷道的宏观效果和矿压观测结果来看,论证了本支护设计的具备合理性和适用性,为该矿高应力煤层巷道支护提供技术参考,解决了该矿高应力煤巷的支护难题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的意义
• 1.2 国内外巷道支护研究现状
• 1.2.1 国内外巷道支护理论研究现状
• 1.2.2 国内外巷道支护技术研究与应用
• 1.3 论文研究的主要内容和方法
• 2 高应力作用下围岩变形的破坏特征
• 2.1 高应力
• 2.2 高应力显现的条件
• 2.2.1 煤层物理力学性质与高应力显现关系
• 2.2.2 煤层厚度对高应力显现的影响
• 2.2.3 围岩性质对高应力显现的影响
• 2.2.4 煤层开采深度对高应力显现的影响
• 2.2.5 地质构造对高应力显现的影响
• 2.3 高应力作用下巷道破坏特征
• 2.3.1 深部地层高应力作用的机理
• 2.3.2 高应力巷道破坏的特征
• 2.4 本章小结
• 3 高应力巷道支护理论
• 3.1 锚杆支护理论
• 3.1.1 传统锚杆支护理论
• 3.1.2 高预应力、强力锚杆一次支护理论
• 3.2 高应力巷道支护技术,
• 3.2.1 锚喷支护技术
• 3.2.2 U 型钢可缩性金属支架支护
• 3.2.3 联合支护技术
• 3.3 巷道支护设计方法
• 3.3.1 高应力巷道锚杆支护的原则
• 3.3.2 高应力巷道锚杆支护设计的方法
• 3.4 本章小结
• 4 巷道围岩松动圈及地应力测量
• 4.1 矿井概况
• 4.2 梅河矿煤岩物理力学性质指标测定
• 4.3 巷道围岩松动圈的测定
• 4.3.1 围岩松动圈的测定工作
• 4.3.2 松动圈测定结果
• 4.4 地应力的测量
• 4.4.1 应力解除法的原理
• 4.4.2 地应力的测量及结果分析
• 4.5 1601 工作面高应力煤巷的分析
• 4.6 本章小结
• 5 梅河矿1601 工作面两巷支护设计
• 5.1 1601 工作面两巷支护方式的确定
• 5.2 锚杆支护参数的确定
• 5.3 锚杆和锚索类型的选择
• 5.4 钢筋网尺寸的确定
• 5.5 钢筋梯参数的选择
• 5.6 锚杆（索）锚固方式的确定
• 5.7 工作面两巷支护设计
• 5.8 1601 工作面两巷锚网索支护数值模拟
• 5.9 巷道支护施工工艺流程及技术要求
• 5.10 本章小结
• 6 梅河矿工作面两巷矿压观测
• 6.1 矿压观测的内容和观测断面的布置
• 6.2 巷道矿压观测的原理
• 6.2.1 巷道围岩表面位移观测
• 6.2.2 顶板离层的观测
• 6.2.3 锚杆和锚索锚固力监测
• 6.3 试验巷道矿压观测结果
• 6.4 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集