收藏本站
《西安科技大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

深井综放面沿空掘巷窄煤柱破坏规律及其控制机理研究

温克珩  
【摘要】: 煤炭是我国主要能源,随着煤炭的连续开采,浅、表部煤炭资源越来越少,目前已转向深部煤层的开采。为了提高综放开采煤炭的回收率,国内学者提出了采空区一侧回采巷道采用留窄煤柱沿空掘巷的方法。综放面窄煤柱由于受到动压的影响,其破坏规律异常复杂,这导致煤巷锚杆支护技术遇到极大的挑战。开展该项研究对降低煤炭开采损失、减少巷道支护和维护成本、提高经济效益、保证矿井安全生产等具有重要意义。 本论文以甘肃靖远煤业集团公司魏家地煤矿为依托,采用现场试验、理论分析、数值模拟的综合方法对高应力煤柱的物理力学特性、破坏模式、受动压影响的煤体损伤及破坏规律、煤柱最优留设尺寸、支护方案优化设计进行系统的研究,目的是对综放面合理留设煤柱尺寸及其支护设计提供理论依据。 通过对综放面沿空掘巷上覆岩体垮落运动规律的研究,基本顶初次来压形成“O-X”破断,基于综放沿空掘巷上覆岩体结构的关键块的观点,对该结构中的关键块的特征参数进行了研究。建立合理的分析模型,分析了综放沿空掘巷上覆岩体结构在巷道掘进前、掘进时、掘进后的稳定性,揭示了该类巷道围岩大变形受上覆岩体结构稳定性影响的规律。 通过综合分析厚煤层综放沿空掘巷窄煤柱的力学状态和破坏机理,得出了综放面沿空煤体边缘依次为卸载松散区、塑性强化区、弹性变形区、原始应力区,并得出了沿空煤体边缘应力极限平衡区内任意一点的应力和屈服区宽度计算公式。窄煤柱处于边缘煤体支承压力降低区和沿空煤体屈服区,在沿空掘巷采动影响下,窄煤柱将受到破坏后再破坏,通过加强支护可以改善煤柱的破坏程度,保持煤柱稳定性,并探讨了窄煤柱宽度合理确定方法。 通过对沿空掘巷围岩变形破坏规律及锚杆与围岩相互作用机理研究,认为:由于窄煤柱受上区段采空区侧向支承压力的影响,强度低,承载能力小,在本工作面的采动影响下窄煤柱发生变形破坏,将支承压力大部分转移到实体煤帮,使得实体煤帮的变形急剧增大,围岩难以控制,因此提高窄煤柱的稳定是控制沿空巷道围岩的关键。提出了沿空掘巷窄煤柱巷道围岩控制的基本原理。 采用FLAC~(3D)对魏家地煤矿X1-107综放工作面两道进行了数值模拟研究,掌握极软、特厚孤岛综放工作面锚杆、锚索联合支护巷道的矿压显现规律和锚杆、锚索支护效果,确定合理的煤柱宽度、支护形式和支护参数。 对魏家地煤矿X1-107工作面风巷和机巷围岩稳定状况、锚杆工况等进行了全面的监测,工程实践表明窄煤柱是沿空掘巷稳定的关键,加强窄煤柱的支护,既提高了窄煤柱承载能力,减少三角块回转下沉,控制顶煤的下沉量,又维护了窄煤柱自身稳定,减少两帮相对移近量,保证巷道围岩整体稳定。X1-107工作面风巷、机巷顶板及两帮采用高强度螺纹钢锚杆支护、并对顶板采用小孔径预应力锚索加强支护,有效地保持了围岩稳定。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TD353

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈淼明;王永;陈志;王洪明;;复合顶板窄煤柱沿空掘巷技术探讨[J];山西煤炭;2011年06期
2 董昌伟;;孤岛工作面沿空掘巷支护技术[J];现代矿业;2011年07期
3 孙义;;无煤柱沿空掘巷在薄煤层中的应用[J];煤;2011年07期
4 周志利;;动压下窄煤柱沿空掘巷锚杆支护技术[J];煤矿安全;2011年06期
5 张绪杰;王思文;郭杰凯;;凤凰山煤矿留小煤墙沿空掘巷及支护[J];陕西煤炭;2011年04期
6 张泽林;;薄基岩厚表土沿空掘巷研究[J];现代商贸工业;2011年17期
7 满建康;丁可可;任松杰;蒋志刚;刘栋;;注浆加固技术在沿空掘巷中的应用[J];中国煤炭;2011年07期
8 于大洲;孙秀莲;;高瓦斯区沿空掘巷期间瓦斯综合防治技术[J];煤矿安全;2011年09期
9 景超;郝云新;李文峰;张羽;王政行;;复杂应力环境留窄煤柱沿空掘巷及围岩控制技术[J];煤矿安全;2011年06期
10 马金奎;;固瑞特加固沿空巷积水区煤柱在顾桥矿的应用[J];中小企业管理与科技(下旬刊);2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱建明;王晓纯;张宏涛;;沿空掘巷下护巷窄煤柱稳定性分析[A];塑性力学新进展——2011年全国塑性力学会议论文集[C];2011年
2 刘春桥;柏建彪;;二次回采动压下窄煤柱送巷技术研究[A];2010内蒙古煤炭工业科学发展高层论坛论文集[C];2010年
3 侯宇刚;江兆利;吕卫东;;较薄厚煤层孤岛综放工作面沿空掘巷围岩控制技术[A];山东省煤矿冲击地压防治研讨会议论文集[C];2007年
4 姚国平;;边界上(下)山沿空掘巷前进式开采方法[A];第六届全国采矿学术会议论文集[C];1999年
5 王艳斌;;顾桥矿深部高应力沿空掘巷围岩强化控制技术[A];第六届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2011年
6 丁小敏;霍宗保;孙新旭;;强烈矿压、特厚松软煤层中沿空掘巷技术研究应用[A];第五届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2010年
7 杨平;张洪鹏;曹忠;;复合软岩顶板、松软煤层沿空掘巷理论探讨[A];全国矿山建设学术会议论文选集(下册)[C];2004年
8 房桂来;;沿空掘巷锚杆锚网支护[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
9 王立朝;马正龙;胡瑞林;张鸿儒;;沿空窄煤柱锚网带支护的巷道稳定性研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第三卷(地球环境·工程地质与灾害)[C];2003年
10 舒生;李秋林;;中岭矿中厚煤层沿空掘巷瓦斯防治技术的研究[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会交流论文(部分)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李巧岭 崔建勇;冀中能源金牛股份打造创新型矿井[N];中国企业报;2009年
2 刘玉民秦锡增;恒源煤电 科技创新为安全高效铺设高速路[N];经理日报;2007年
3 记者 常素莉 通讯员 王洪涛;冀中能源 下组煤开采技术获重大突破[N];河北经济日报;2008年
4 汪炳青;煤炭可望实现绿色开采[N];中国环境报;2009年
5 李磊 叶锋;从粗到细的变化[N];中国煤炭报;2009年
6 赵京燕王少清;走绿色发展之路[N];中国矿业报;2008年
7 记者 冯淮河;“过程研修”走进淮北矿业公司[N];中国煤炭报;2000年
8 汪炳青;中国矿大三项涉煤科技成果通过鉴定[N];经理日报;2009年
9 杨元庆 宋明熙;协庄矿三大创新促发展[N];经理日报;2002年
10 衡敦兴 苏礼勤 周梦青;推行精细化管理 提升文明矿水平[N];市场报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 温克珩;深井综放面沿空掘巷窄煤柱破坏规律及其控制机理研究[D];西安科技大学;2009年
2 曲天智;深井综放沿空巷道围岩变形演化规律及控制[D];中国矿业大学;2008年
3 王红胜;沿空巷道窄帮蠕变特性及其稳定性控制技术研究[D];中国矿业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈龙;留小煤柱沿空掘巷支护技术研究[D];河北工程大学;2010年
2 王冕;新安煤矿沿空掘巷防突效果考察技术研究[D];河南理工大学;2011年
3 刘淑;孤岛工作面沿空掘巷矿压特征及围岩控制技术研究[D];安徽理工大学;2010年
4 安昌辉;深井综放开采沿空掘巷采动影响围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2007年
5 韩承强;不同宽度区段煤柱巷道围岩结构及变形机理研究[D];山东科技大学;2007年
6 毛久海;综放沿空巷道围岩控制及其支护技术研究[D];西安科技大学;2008年
7 管仁和;薄煤层小煤柱护巷技术研究[D];山东科技大学;2010年
8 左贵强;沿空动压巷道平衡支护技术研究与应用[D];山东科技大学;2010年
9 王晶;两巷矸石回填后的影响及作用研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 王林;深部厚层复合顶板煤层巷道围岩稳定性分析及控制技术研究[D];湖南科技大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026