近距离采空区下松散煤层巷道支护技术研究

论文摘要

现有锚杆支护技术基本解决了埋深在-500-600m以上围岩条件相对较好、构造应力显现不突出的常规煤巷支护问题。但是对于一些复杂条件下如近距离采空区下松散煤层巷道支护问题,采用现有支护技术效果仍不理想。本文采用理论分析、数值模拟、工业性试验相结合的方法,在分析总结现有煤巷支护技术和理论的基础上,研究了近距离采空区下松散煤层巷道底板应力场和变形破坏特征,并分析了影响采空区下方围岩支承压力的主要因素,提出了该类巷道基本支护思想和针对性控制技术:通过对围岩注浆改善围岩性能,削弱水患的影响,采用高强预应力支护体系,强化顶板初期支护强度,并对关键部位加强支护,有效控制巷道变形并确保顶板安全。最后结合许疃矿7223机巷的具体条件,开展了工业性试验研究,所得到的支护方案新颖,支护可靠、成本低、便于施工,并且取得了比较好的技术安全和社会经济效果,为类似地质条件下推广使用提供了很好的借鉴。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言（Introduction）
• 1.2 淮北矿区煤巷支护技术现状（The Support Technology Actuality of Coalway in HuaiBei Mining Area）
• 1.3 煤巷支护中的安全隐患及原因（The Safety Problems and Causations of Coal Roadway Support）
• 1.4 研究内容、研究目标和研究方法（Research Contents， Reasearch Targets and Reasearch Methods）
• 1.4.1 研究内容（Research Contents）
• 1.4.2 研究目标（Research Targets）
• 1.4.3 研究方法（Research Methods）
• 2 煤层巷道支护理论概述
• 2.1 传统的锚杆支护理论（The Traditional Theory of Bolt Support）
• 2.2 基于水平地应力的锚杆支护理论（The Bolt Support Theory be Based Upon the Horizontal Ground Pressure）
• 2.3 煤巷锚杆支护技术的演变趋势（The Evolutive Trend of Bolt Support Technology Of Coal Roadway）
• 2.3.1 高强螺纹钢树脂锚杆支护技术（The High and Strong Screw Thread Steel Resinic Bolt Support Technology）
• 2.3.2 高预拉力锚杆支护技术（The High Pre-stress Bolt Support Technology）
• 2.3.3 淮北矿区锚杆支护技术的发展（The Bolt Support Technology Development of HuaiBei Mining Area）
• 2.4 小结（Brief Summary）
• 3 底板应力场及变形破坏特征
• 3.1 煤体与采空区交界处底板岩层中矿压显现（Mine Pressure of The Floor Slate in The Coal March With Goaf ）
• 3.1.1 应力增高区（Stress-Concentrated Area）
• 3.1.2 应力降低区（Stress-Relaxed Area）
• 3.1.3 影响轻微区（Light Influenced Area）
• 3.1.4 未受影响区（Uninfluenced Area）
• 3.2 底板特征分类（Tag Sort of Floor）
• 3.3 塑性理论计算煤层底板岩体破坏范围（Calculating Destruction Range of The Coal Floor Slate Rock Using Theory of Plasticity）
• 3.4 影响支承压力的主要因素（Critical Factor Influencing The Abutment Pressure）
• 3.4.1 开采深度（Mining Depth）
• 3.4.2 围岩性质（Surrounding Rock Properties）
• 3.4.3 采空区残留空间（Residue Space of Goaf）
• 3.4.4 相邻工作面回采（Coal Extraction of Contiguous Work Face）
• 3.4.5 近距煤层回采（Close Range Coal Seam Extraction）
• 3.5 小结（Brief Summary）
• 4 近距离采空区下松散煤层巷道数值模拟分析
• 4.1 引述（Quote）
• 4.2 FLAC 应用程序简介（Prospectus of Application Program FLAC）
• 4.3 模型建立（Constituting Model）
• 4.3.1 计算模型的尺寸（Calculating The Size of The Model）
• 4.3.2 模型边界条件确定（Determining The Boundary Condition of The Model）
• 4.3.3 模型选择及网格数目与分布（Model Select and Grid Number or Distribution）
• 4.3.4 材料的力学参数（Mechanics Parameter of The Material）
• 4.3.5 模拟方案与步骤（Simulation Plan and Process）
• 4.4 模拟结果分析（The results analysis of simulation）
• 4.4.1 7223 机巷位置的选择（Selecting the Position of Transportation Roadway 7223）
• 4.4.2 无支护时巷道开挖后应力状态、移近量等结果分析（Roadway Stress State and Displacement Analyzing After Excavation Without Supporting）
• 4.4.3 加载支护时应力状态、移近量等结果分析（Interpretation of Results of Stress State and Displacement After Supporting）
• 4.5 小结（Brief Summary）
• 5 近距离采空区下松散煤层巷道基本支护思想
• 5.1 煤巷高强预应力锚杆支护理论（The high-reinforced Pre-stress Bolt Support Theory Of Coal Roadway）
• 5.1.1 层状顶板预应力支护结构的概念（The Pre-stress Support Structure Concept of Samdwich Roof）
• 5.1.2 层状顶板预应力结构理论（The Pre-stress Support Structure Theory of Samdwich Roof）
• 5.1.3 预应力结构判断标准（The Estimation Criterion of the Pre-stress Structure）
• 5.2 键技术问题（Key Technical Problem）
• 5.3 道围岩条件“两区”分类（“Two Area”of Roadway Surrounding Qualification）..
• 5.4 护技术路线（Supporting Technical Routes）
• 6 工程实践
• 6.1 巷道基本地质概况（Basical Geology of Roadway）
• 6.1.1 基本地质条件（The basic geological condition）
• 6.1.2 巷道围岩维护特点（Character of Roadway Surrounding Supporting）
• 6.2 支护方案（Supporting Project）
• 6.2.1 基本支护形式（Basical Supporting Form）
• 6.2.2 支护方案（Supporting Project）
• 6.2.3 特别说明（Special Explanation ）
• 6.3 锚杆支护参数设计（Designing of Bolt Supporting Parameter）
• 6.3.1 巷道断面（Roadway Section）
• 6.3.2 无水区锚带网桁架支护参数（Supporting Parameter of Bolt-Belt-Net-Tress in no-water-area ）
• 6.3.3 锚带网索支护施工工艺（Construction Technology of Bolt-Belt-Net-Cable Supporting）
• 6.3.4 矿压监测方案（Monitoring Scheme of Mine Pressure）
• 6.4 水患区注浆工艺及操作要求（Grouting Techniques and Operation Request in Inundation Area）
• 6.4.1 水患区注浆参数设计（方案2）（Grouting Parameter Design in Inundation Area）（Project 2）
• 6.4.2 注浆工艺及要求（Grouting Techniques and Requirement）
• 6.5 支护方案调整（Adjustment of Supporting Project）
• 6.5.1 方案调整（Project Adjustment）
• 6.5.2 施工组织与管理（Construction Organizing and Management）
• 6.6 支护效果及矿压结果分析（Analyzing of Supporting Effect and Mine Pressure Result）
• 6.6.1 矿压观测结果分析（Analyzing of Mine Pressure Result）
• 6.6.2 支护效果（Brief Summary）
• 6.6.3 存在问题（Existing Matter）
• 6.7 技术经济比较（Technical and Economic Comparison ）
• 7 结论
• 参考文献
• 作者简介
• 学位论文数据集