金源煤矿首采孤岛工作面沿空小煤柱变形机理与控制对策研究

金源煤矿首采孤岛工作面沿空小煤柱变形机理与控制对策研究

论文摘要

小煤柱护巷技术经过不断地发展与完善,已成为矿井提高采区采出率的重要技术途径之一。煤柱尺寸的留设,由于煤层赋存条件及开采技术条件的变化,各矿区不尽相同,甚至差别很大。本文针对金源煤矿1321孤岛工作面的具体情况,分析了影响煤柱屈服区宽度的关键因素,推导了小煤柱宽度计算公式,利用数值模拟方法,分析了不同煤柱宽度时围岩应力及巷道变形量的变化,并分析了煤柱开挖前后围岩应力的变化;不同宽度煤柱护巷模拟结果表明,随着煤柱宽度的逐渐减小,巷道变形量逐渐增大,尤其当煤柱宽度由6m减小为4m时,巷道变形量急剧变大,说明巷道的稳定性急剧下降。针对1321孤岛工作面小煤柱护巷的特点和需要解决的问题,对沿空巷道围岩应力进行了分析,提出了具体支护设计方案,并对支护效果进行了模拟。模拟结果表明:支护对巷道整体变形都起到了一定的抑制效果,其中对顶板和煤柱侧帮的支护效果最为明显。通过现场工业性试验和矿压观测研究分析得到:巷道顶板锚杆及锚索支护参数选择合理;煤柱锚固体强度偏低,煤柱宽度应适当加大,锚杆支护强度应进一步提高。

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 主要研究内容
  • 1.4 本章小结
  • 2 工程概况
  • 2.1 矿井概况
  • 2.2 采掘工程概况
  • 2.3 1321孤岛工作面基本情况
  • 3 沿空小煤柱变形机理分析与宽度设计
  • 3.1 对屈服区的一般认识
  • 3.2 屈服区宽度的理论解
  • 3.3 屈服区宽度的影响因素分析
  • 3.4 小煤柱宽度计算
  • 3.5 煤柱宽度的数值模拟
  • 3.6 合理煤柱尺寸确定
  • 3.7 本章小结
  • 4 孤岛面沿空巷道围岩控制对策
  • 4.1 沿空巷道围岩控制原理
  • 4.2 合理的锚杆支护技术
  • 4.3 巷道围岩应力分析与支护设计
  • 4.4 本章小结
  • 5 孤岛面沿空小煤柱护巷工业性试验
  • 5.1 工业性试验
  • 5.2 巷道矿压观测
  • 5.3 应用效果
  • 5.4 本章小结
  • 6 结论与展望
  • 6.1 主要结论
  • 6.2 不足与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 附录
  • 相关论文文献

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