收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

采场底板应力传播规律及其对底板巷道稳定性影响研究

张华磊  
【摘要】:随着煤矿开采范围及开采强度的增大,跨采动压巷道的支护问题日益突出,特别是受多次动压影响的巷道,围岩变形破坏机理复杂,且控制十分困难,因此,对跨采动压巷道围岩变形破坏及控制机理进行研究,不仅具有重要的理论意义,而且具有重要的工程应用价值。为此,本文基于弹性力学,首次应用附加应力算法分析了采动支承压力在底板中的传播规律,并将采动支承压力与巷道围岩应力有机结合在一起,建立了跨采动压巷道的弹塑性力学模型,进而运用数值模拟、相似模拟等研究手段,系统分析了煤层群采动影响下巷道围岩变形破坏特征与控制机理,并将研究成果成功运用到跨采动压巷道支护的工程实践,其主要创新性成果主要体现在如下五个方面: (1)基于弹性力学半无限体理论,采用附加应力计算方法建立了采场底板应力分布的力学模型及采动支承压力传播的力学模型,分析了工作面回采过程中底板采动应力分布及传播规律,得到了工作面开采过程中支承压力诱导的底板下某一固定点的应力变化规律。 (2)考虑底板采动应力与巷道围岩应力的耦合及岩石应力-应变软化特性,建立了跨采动压巷道的弹塑性力学模型,分析了上覆不同煤层工作面开采时巷道围岩的应力分布规律及巷道围岩变形特征,讨论了支护阻力与跨采动压巷道围岩变形之间的关系,给出了巷道应力及变形随工作面回采时的表达式。 (3)借助数值模拟与相似材料模拟方法,分析了跨采动压巷道在煤层群采动时的稳定性特征,得到了巷道围岩应力、塑性区范围及变形规律等随不同的煤层群开采顺序、巷道与上覆工作面不同垂直距离、水平距离的变化规律。研究表明:自上而下的煤层群开采顺序更有利于底板巷道围岩的控制;巷道与上覆工作面水平距离、垂直距离越小时,受到的采动影响越大;巷道靠近工作面一侧拱腰处最先进入破坏状态,且破坏范围最大,是重点的围岩控制区域。 (4)运用数值模拟与相似模拟研究了不同支护强度对跨采动压巷道围岩的控制作用,揭示了跨采动压巷道围岩的变形破坏特征,据此提出了“分阶段”支护理念,即根据上覆煤层不同的开采顺序,选用不同的支护方案。 (5)针对淮北矿业股份有限公司海孜煤电跨采动压巷道支护存在的问题,提出了以注浆锚杆为核心的分阶段支护方案,通过现场长时间观测,结果表明该支护方案有效地控制了巷道围岩的剧烈变形,保持了巷道围岩的稳定,巷道安全性大大提高。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李凯;茅献彪;陈龙;张连英;;采动对承压底板断层活化及突水危险性的影响分析[J];力学季刊;2011年02期
2 曹安业;窦林名;江衡;吕长国;郭晓强;王毅;;采动煤岩不同破裂模式下的能量辐射与应力降特征[J];采矿与安全工程学报;2011年03期
3 段宏飞;姜振泉;朱术云;张蕊;邵明喜;刘近国;;综采薄煤层采动底板变形破坏规律实测分析[J];采矿与安全工程学报;2011年03期
4 汤伏全;白峰;;厚黄土层矿区采动失水引起的地表沉降计算方法[J];西安科技大学学报;2011年04期
5 王壹;杨伟峰;李明;刘曦;;采动断层活化引发突水机理研究[J];煤炭工程;2011年08期
6 孙义;;薄煤层沿空留巷技术应用[J];内蒙古煤炭经济;2011年04期
7 张卫;于仲;;导水裂隙带高度探测方法概论[J];煤炭技术;2011年08期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李德忠;奚小虎;徐遵玉;王兴;;深井底板岩石巷道合理位置选择[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2010年学术年会论文集[C];2010年
2 曹金亮;张建萍;侯峰斌;;山西主要采煤沉陷模式分析[A];2011年全国工程地质学术年会论文集[C];2011年
3 王乃鹏;;关于冲击地压的类型与治理途径的探讨[A];水电与矿业工程中的岩石力学问题——中国北方岩石力学与工程应用学术会议文集[C];1991年
4 辛红旗;;采动引起底板破坏而引发煤矿突水的原因分析——以豫西某井田为例[A];河南地球科学通报2010年卷(下册)[C];2010年
5 周胜健;刘超;;采动下新庄孜矿62113工作面地质预警微震实践[A];2010年度淮南矿业集团煤炭学会学术交流会论文汇编(一)·地质专业[C];2010年
6 杨伟峰;徐珠春;刘世钊;高岳;王少一;;薄基岩采动破断规律与安全开采分析[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年
7 王双明;范立民;黄庆享;杨泽元;;生态水位保护——西部地区科学采煤新思路[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年
8 李青锋;王卫军;彭文庆;彭刚;;断层采动活化对南方煤矿岩溶突水影响研究[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
9 陶文猛;;底车场“近”突出煤层顶底板巷道层位控制与预测[A];2010年度淮南矿业集团煤炭学会学术交流会论文汇编(二)·地质专业[C];2010年
10 吴毅;何召全;黄秋林;;潘三矿1492(1)工作面地面瓦斯抽采孔效果分析[A];2010年度淮南矿业集团煤炭学会学术交流会论文汇编(二)·地质专业[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张华磊;采场底板应力传播规律及其对底板巷道稳定性影响研究[D];中国矿业大学;2011年
2 刘超;采动煤岩瓦斯动力灾害致灾机理及微震预警方法研究[D];大连理工大学;2011年
3 刘洪永;远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究[D];中国矿业大学;2010年
4 李涛;陕北煤炭大规模开采含隔水层结构变异及水资源动态研究[D];中国矿业大学;2012年
5 黄存捍;采动断层突水机理研究[D];中南大学;2010年
6 曹安业;采动煤岩冲击破裂的震动效应及其应用研究[D];中国矿业大学;2009年
7 范钢伟;浅埋煤层开采与脆弱生态保护相互响应机理与工程实践[D];中国矿业大学;2011年
8 王磊;应力场和瓦斯场采动耦合效应研究[D];安徽理工大学;2010年
9 都平平;生态脆弱区煤炭开采地质环境效应与评价技术研究[D];中国矿业大学;2012年
10 李振华;薄基岩突水威胁煤层围岩破坏机理及应用研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杭涛;采动对底板巷道的动态影响分析[D];安徽理工大学;2010年
2 金怀涛;采场底板变形特征及底板巷道围岩控制研究[D];安徽理工大学;2011年
3 孟海军;极近距离跨采底板巷道稳定性研究[D];山东科技大学;2010年
4 贾飞飞;采动及承压水影响下巷道合理位置研究[D];安徽理工大学;2012年
5 陈仕阔;采动破碎岩体渗流特性及渗流耦合模型研究[D];东北大学;2008年
6 李佳佳;跨采底巷道矿压显现规律及控制技术研究[D];安徽理工大学;2010年
7 赵文娟;采动围岩运动规律与断层活动性的研究[D];山东科技大学;2010年
8 柏强;氡气测量在沙基型浅埋煤层覆岩裂隙监测中的模型实验研究[D];成都理工大学;2011年
9 蔡志良;两次采动影响下底板巷道围岩控制技术研究[D];安徽理工大学;2012年
10 于子国;抚顺西露天矿北帮边坡稳定性分析与防治[D];辽宁工程技术大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 丁雪钦;地质灾害脚下的陷阱[N];山西日报;2001年
2 丁广冉 赵永晓;山东招远市舍得矿山安全投入[N];中国安全生产报;2009年
3 山西焦煤西山煤电集团公司屯兰矿 仝金厚;论煤矿开采沉陷防治和控制的技术[N];科学导报;2010年
4 赵金忠 贾鹏 张敬为;招远黄金企业装上科技“芯”[N];中国黄金报;2008年
5 本报记者;4个课题通过专家验收[N];中国安全生产报;2009年
6 曹中夫 徐泽生;低品位矿山创高效[N];中国矿业报;2001年
7 本报记者 樊瑾 张维建;透视V型轨迹[N];中国石油报;2001年
8 ;柳林:土地整理效果良好 块段管理措施得力[N];山西经济日报;2001年
9 记者 崔庆琳;煤炭局强化“两节”期间安全生产[N];六盘水日报;2008年
10 李建东;金川矿区地表岩移GPS监测项目通过专家评审[N];中国有色金属报;2009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
  • 010-62982499
  • 010-62783978