极近距离跨采底板巷道稳定性研究

论文摘要

极近距离跨采底板巷道稳定性问题实质上是受采动影响的高应力巷道支护问题,是煤矿巷道支护研究的难点之一。该论文采用理论分析方法,推导了底板岩体中的应力分布规律,得出了垂直应力、水平应力、剪应力随深度的变化及其最大值位置,并计算了岩体的最大破坏深度及其距工作面端部的水平距离、采空区底板岩体沿水平方向最大破坏长度。并采用层次分析法(AHP)确定各因素的权重,得出底板巷道稳定性由其围岩强度和法向距离两个主导因素共同决定。文中进一步采用FLAC3D岩土力学数值模拟软件分析了底板巷道不同垂距、工作面推进到不同位置应力场特征。在围岩属中等稳定(20MPa<σc<40MPa)条件下,受跨采工作面采动影响的岩巷,其与上部煤层之间较为有利的垂距为10m左右。通过数值模拟和现场实验结果表明,对受动压影响的底板巷道,采用U型钢可缩性支架配合壁后充填与锚注加固的联合支护技术能够有效地控制巷道围岩变形,取得了良好的支护效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究内容及研究方法
• 2 课题研究的基础条件
• 2.1 矿井概述
• 2.2 -465水平大巷概述
• 下跨采面概况'>2.3 3_下跨采面概况
• 3 底板岩体变形规律及围岩稳定性影响分析
• 3.1 煤层底板岩层的破坏规律
• 3.2 底板巷道围岩稳定影响因素分析
• 3.3 三河口跨采巷道法向距离确定
• 3.4 小结
• 4 跨采底板巷道矿压显现规律数值模拟研究
• 4.1 数值计算方法及本构模型选取
• 4.2 合理岩柱高度的确定
• 4.3 工作面跨采引起底板巷道的位移变形特点
• 4.4 小结
• 5 小岩柱跨采巷道围岩加固机理分析
• 5.1 底板跨采巷道U型钢联合支护机理分析
• 5.2 跨采巷道U型钢联合支护技术设计
• 5.3 U型钢联合支护数值模拟
• 5.4 小结
• 6 现场实测
• 6.1 观测方案
• 6.2 实测分析及支护效果评价
• 6.3 小结
• 7 主要结论
• 致谢
• 攻读硕士期间主要成果
• 参考文献