花山煤矿采煤工作面沿空留巷支护技术研究

论文摘要

针对沿空留巷采矿方法在花山煤矿采煤工作面应用的问题,对花山煤矿采煤工作面沿空留巷支护技术进行了研究。通过分析了国内外沿空留巷技术及巷内和巷旁支护形式及其理论研究现状,指出了我国沿空留巷目前所存在的主要问题。论文主要开展了试验矿井煤系地层赋层条件与试验工作面布置及沿空留巷特点分析,沿空留巷的巷旁支护技术与沿空留巷带支护参数设计,水泥-粉煤灰浆液的配比试验,沿空留巷设计实施与分析,沿空留巷矿压显现规律与顶板垮落特征,沿空留巷安全技术措施等方面的研究,取得的主要研究结论和研究成果如下:1)通过分析矿井煤岩层赋层状况、工作面运输巷支护形式和工作面支护方式,明确了试验工作面沿空留巷的条件,确定了试验工作面沿空留巷特点,指出了试验工作面沿空留巷实施的方法。2)在对沿空留巷带支护强度（支柱垂直力）和岩块垮落冲击力（支柱切向力）计算的基础上,进行了沿空留巷带支护参数设计。3)随着粉煤灰掺量的增加,粉煤灰浆液的比重及结石抗压强度也随之增加,而吸水率却逐渐降低;不同养护条件下,掺粉煤灰的浆体压强有明显影响,湿养护时间长,浆体强度增长率大。4)根据支柱承受的垂直和切向载荷分析计算,确定了沿空留巷设计实施的技术要求;按“柔刚结合,先让后抗”沿空留巷带支护参数设计原则,进行了沿空留巷设计。5)根据现场堆积矸石的密实度,提出了确定水泥+粉煤灰+固水剂+速凝剂的浆液配合比的方法。6)提出了留巷灌浆加固作业、灌浆施工作业和喷浆加固施工作业的技术与方法。7)指出了影响沿空留巷巷道变形的主要因素,确定了沿空留巷围岩变形的主要特征和沿空留巷矿压显现的一般规律。8)指出了沿空留巷顶板垮落形式及特征,得到了沿空留巷顶板极限垮落高度及其规律;确定了沿空留巷支护荷载规律及支护荷载方式;提出了沿空留巷矿压控制方法。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 前言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国外沿空留巷技术发展现状
• 1.2.1 世界一些主要产煤国家沿空留巷技术
• 1.2.2 德国沿空留巷技术
• 1.2.3 英国沿空留巷技术
• 1.3 国内沿空留巷技术发展现状
• 1.3.1 我国沿空留巷支护技术的发展历程
• 1.3.2 我国沿空留巷理论研究现状
• 1.3.3 我国沿空留巷技术存在问题
• 1.4 论文研究的内容和技术路线
• 1.4.1 论文研究的内容
• 1.4.2 论文研究的技术路线
• 2 矿井及煤系地层赋层条件与试验工作面概况
• 2.1 矿井概况及地质条件
• 2.2 矿井开采技术条件
• 2.3 矿井生产系统布置
• 2.4 试验工作面布置及沿空留巷特点
• 2.4.1 试验工作面概况
• 2.4.2 工作面沿空留巷特点
• 2.5 本章小结
• 3 沿空留巷的巷旁支护技术与设计
• 3.1 我国沿空留巷巷内和巷旁支护主要形式
• 3.2 沿空留巷的巷旁支护技术
• 3.2.1 木垛巷旁支护
• 3.2.2 密集支柱巷旁支护
• 3.2.3 矸石带、料石垛巷旁支护
• 3.2.4 人造砌块巷旁支护
• 3.2.5 巷旁泵充填支护技术
• 3.2.6 沿空留巷巷旁支护技术分析
• 3.3 沿空留巷带支护设计
• 3.3.1 沿空留巷带支护强度（支柱垂直力）
• 3.3.2 岩块垮落冲击力预测（支柱切向力）
• 3.3.3 沿空留巷带支护参数设计
• 3.4 沿空留巷带顶板支护
• 3.5 本章小结
• 4 水泥-粉煤灰浆液的试验与配比设计
• 4.1 水泥-粉煤灰浆液的试验
• 4.2 水泥-粉煤灰浆液的试验结果分析
• 4.3 本章小结
• 5 沿空留巷设计实施与分析
• 5.1 留巷的准备工作
• 5.2 设备材料
• 5.3 劳动组织和作业方式
• 5.4 留巷实施工作
• 5.5 灌浆加固工作
• 5.6 灌浆施工操作
• 5.6.1 灌浆管路与设备要求
• 5.6.2 灌浆点准备
• 5.6.3 灌浆点施工
• 5.7 喷浆加固施工
• 5.8 留巷施工要求
• 5.9 挑顶卸压人工强制放顶设计
• 5.9.1 挑顶卸压人工强制放顶作用
• 5.9.2 挑顶卸压人工强制放顶参数
• 5.10 留巷实施效果分析
• 5.10.1 沿空留巷经济成本比较
• 5.10.2 沿空留巷经济技术状况分析
• 5.11 本章小结
• 6 沿空留巷矿压显现规律与顶板垮落特征
• 6.1 沿空留巷的矿压观察
• 6.2 沿空留巷的围岩变形特征
• 6.3 沿空留巷矿压显现的一般规律
• 6.4 沿空留巷矿压控制
• 6.5 沿空留巷顶板垮落形式及特征
• 6.6 沿空留巷顶板极限垮落高度及其规律
• 6.7 沿空留巷支护荷载规律及支护荷载方式
• 6.7.1 沿空留巷支护荷载规律
• 6.7.2 沿空留巷支护荷载方式
• 6.8 本章小结
• 7 沿空留巷作业安全技术措施
• 7.1 沿空留巷巷道支护作业的安全技术措施
• 7.2 沿空留巷灌浆作业的安全技术措施
• 7.3 沿空留巷矿压控制的安全技术措施
• 7.4 沿空留巷作业管理的安全技术措施
• 8 结论与建议
• 8.1 结论
• 8.2 发展沿空留巷支护技术的建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录: A. 作者在攻读工程硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读工程硕士学位期间参加的科研项目及得奖情况