收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

深部特厚煤层巷道冲击地压机理及防治研究

张寅  
【摘要】: 冲击地压是一种复杂的矿井动力现象,一直是岩体力学及矿山灾害防治研究的难点之一。近年来随着煤矿开采深度的不断增加,开采强度不断加大,出现冲击地压显现的矿井明显增多,分布范围越来越广,给矿井生产和安全带来了极大的威胁,因而开展对深部煤矿冲击地压等动力灾害的防治理论与技术研究工作是一项刻不容缓的任务。本文综合利用理论分析、数值模拟、现场实测等方法和手段,系统研究了深部特厚煤层巷道在静载和冲击载荷作用下的响应规律,得到了巷道在冲击作用下的应力、速度、加速度以及能量分布等规律,主要的创新工作与成果包括以下几个方面: (1)利用弹性力学理论推导了双层及四层复合厚壁圆筒在围压下的应力分布公式,基于有限元理论分析了三层厚壁圆筒在围压下的应力分布规律,针对深部特厚煤层全煤巷道进行了煤体及其支护结构分区性、结构性、功能性研究,提出了巷道围岩由U型钢可缩性金属支架组成的约束圈,锚网索等巷道支护及围岩组成的支护圈,经过注水软化或放炮松动后所形成的卸压缓冲圈,原岩组成的完整拱形圈的“弱-强-弱-强”力学模型,并分析了该模型的防冲击机理。 (2)在冲击波传播特性理论分析的基础上,借助通用显式动力分析程序ANSYS/LS-DYNA对冲击作用下单层及多层复合巷道围岩进行了数值模拟,得到了整个冲击过程中巷道及其围岩的应力场、速度场及加速度场,通过两者的对比,发现具有弱夹层的复合结构巷道有较好的防冲击性能,并分析了其防冲机理。 (3)采用数值模拟方法对不同截面形状巷道开挖后的应力状态及巷道围岩集聚的弹性应变能分布状态进行了研究,得出了有利于防止冲击地压等动力灾害的合适巷道截面形状以及巷道围岩弹性应变能的分布规律。利用FLAC3D对3种不同形状的巷道在冲击载荷作用下的力学和能量响应进行分析和比较,得到了冲击过程中围岩应力分布情况以及能量积聚的特征,为分析冲击地压提供了一种可行的分析手段。 (4)首次提出沿综放工作面顺槽预掘卸压硐室来达到消除冲击地压现象的方法。通过数值模拟的方法确定了卸压硐室的合理间距和开挖深度,为了研究预掘卸压硐室防冲击地压方案的卸压效果,对卸压硐室和运输巷的表面位移和锚杆应力进行现场实测,得到了部分卸压硐室以及硐室邻近的巷道位置处顶板锚杆的应力变化规律,验证了预掘卸压硐室卸压的效果。 本论文有图139幅,表20个,参考文献177篇。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王文超;万鹏继;张久伟;;孔庄煤矿水力采煤生产系统的安全质量技术研究[J];煤炭技术;2006年02期
2 齐干;何满潮;刘文涛;郭志飚;张国锋;;深部顺槽巷道差异性变形破坏特征及原因研究[J];煤炭工程;2006年11期
3 石炳华;;夹河煤矿深部煤巷支护技术研究与应用[J];能源技术与管理;2007年06期
4 陶元;朱广聚;;过水巷道锚网注联合修护技术研究[J];煤炭科技;2008年04期
5 贺峰;;煤矿软岩巷道支护技术[J];中国高新技术企业;2010年15期
6 李登高;胡超;;石壕煤矿二区通风系统改造[J];中州煤炭;2010年10期
7 王金海;;孤岛煤柱工作面巷道掘进支护加强技术[J];煤炭工程;2011年02期
8 路桂银;利用岩体流变模型描述松软破碎岩层巷道变形[J];建井技术;1987年03期
9 ;专利简介[J];采矿技术;1990年30期
10 竺光明;;让压复合支护在高应力厚煤层中的应用[J];中州煤炭;2007年04期
11 李绪峰;朱应杰;;地质条件复杂状态下顺槽巷道变形及修复[J];山东煤炭科技;2007年06期
12 张德栋;;大雁二矿高应力软岩巷道底臌变形机理与支护的研究与实践[J];煤炭工程;2008年10期
13 薛华;;解决深部巷道修复支护难题[J];煤炭技术;2009年03期
14 唐效敏;;构造应力区的巷道围岩变形分析与维护机理研究[J];山东煤炭科技;2009年03期
15 刘晓宇;;锚注支护修复巷道技术的应用[J];科技风;2009年24期
16 吴波;;矿井巷道损坏情况分析及修复方案优化[J];煤;2010年02期
17 高坤朋;张安国;;软岩巷道破坏后二次稳定技术研究[J];中州煤炭;2010年01期
18 王琪;;锚注支护技术在唐山矿业公司高应力区域的应用[J];矿山测量;2010年03期
19 王巨光;赵忠理;陆明心;霍利杰;田银同;;三软煤层巷道持续变形控制技术[J];煤炭工程;2011年05期
20 李航空;蔡美峰;王云飞;任海宾;杜振斐;;深凹露天转地下采场地压及位移监测研究[J];中国矿业;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘芋宏;;深部复杂构造下井底车场巷道变形及防治措施[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
2 周坤;赵毅鑫;谢帅涛;刘迪;;模型边界位置对巷道变形模拟结果的影响研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
3 张成良;侯克鹏;李克钢;;凝灰岩巷道变形失稳机理及处置对策研究[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年
4 苏卫东;;采煤工作面下运巷道变形的治理[A];开滦矿区采矿技术与实践文集[C];2009年
5 丁同军;;薄煤层综采工作面周围巷道变形特征分析[A];2010年度淮南矿业集团煤炭学会学术交流会论文汇编(一)·地质专业[C];2010年
6 闫春杰;;水泵房治理方案的确定及网络技术的应用[A];开滦矿区采矿技术与实践文集[C];2009年
7 张军亮;;论深井巷道保护煤柱宽度留设方法[A];第3届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2008年
8 陈新明;;高应力大断面破碎围岩巷道复合支护技术研究与应用[A];煤炭科学与技术研究论文集[C];2010年
9 朱彬;杨庚年;谷拴成;樊琦;;董东煤矿巷道修复设计[A];西部矿山建设工程理论与实践[C];2009年
10 刘传孝;谭云亮;杨永杰;徐恩虎;孟昭君;;深部软岩跨采巷道变形规律研究[A];面向国民经济可持续发展战略的岩石力学与岩石工程——中国岩石力学与工程学会第五次学术大会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李磊;大断面托顶煤巷道灾变机制与控制技术研究[D];中国矿业大学;2013年
2 郭庆勇;急倾斜水平分层开采巷道锚网支护工程研究与应用[D];中国矿业大学(北京);2010年
3 李学彬;钢管混凝土支架强度与巷道承压环强化支护理论研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
4 蔡来生;地下开采围岩稳定性及控制技术研究[D];兰州大学;2009年
5 李占金;鹤煤五矿深部岩巷变形机理及控制对策研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
6 陈加轩;采动应力演化对底板岩巷失稳影响机理及控制研究[D];中国矿业大学;2009年
7 康荣;高应力软碎煤岩区废矸置换煤炭资源开采研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
8 吴爱民;钱家营近距离煤层煤岩体破坏与巷道优化支护研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
9 王永岩;软岩巷道变形与压力分析控制及预测[D];辽宁工程技术大学;2001年
10 刘卫东;金川镍矿Ⅱ号矿体深部地应力场及工程稳定性研究[D];昆明理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟武峰;朝川矿己组煤层开采对上方巷道的变形破坏影响研究[D];河南理工大学;2011年
2 田花永;芦岭煤矿Ⅱ水平地应力场特征及其对巷道变形影响研究[D];安徽理工大学;2010年
3 尹潘;神经网络系统开发及巷道变形研究[D];武汉科技大学;2003年
4 兰兵;断层组应力分布的数值模拟及巷道组支护技术研究[D];安徽理工大学;2012年
5 梁晋源;河神庙(1000m)深井主要巷道的布置和支护技术的研究[D];太原理工大学;2012年
6 张伟;急斜煤层巷道动力失稳监测预报研究[D];西安科技大学;2012年
7 刘洪玉;锚固巷道复合加固理论研究及数值模拟[D];河南理工大学;2012年
8 孙东霞;巷道受采区采动影响的动态响应规律研究[D];安徽理工大学;2012年
9 杨友伟;工作面侧向支承压力分布及保留巷道控制研究[D];山东科技大学;2010年
10 张明建;含软弱夹层的倾斜岩层平巷围岩失稳机制及支护技术研究[D];河南理工大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 程占国;云驾岭矿工艺创新打造平安巷道[N];河北经济日报;2010年
2 记者 王新生 通讯员 陶轩;综合支护技术在陶二矿成功应用[N];中国矿业报;2008年
3 本报记者 常旭日 特约记者 李宛玲;喜看风染煤城绿 且待春潮澎湃时[N];中国贸易报;2009年
4 记者 杨诗国通讯员 张富江;阳煤两科研项目达国际先进水平[N];山西经济日报;2008年
5 记者 杨沛洁实习生 赵峰涛;科技“妙手”让四矿焕发青春[N];平顶山日报;2008年
6 杨沛洁;平煤四矿给修复巷道“贴标签”[N];平顶山日报;2007年
7 杨丽丽;曹庄矿多管齐下补齐安全“短板”[N];经理日报;2009年
8 马淑芬 记者  张益龙;创新为“双矿”助跑加力[N];黑龙江日报;2006年
9 王立宇 记者 于敬文;城山矿采掘生产创新高[N];鸡西日报;2008年
10 武奕君;昂首引颈向天啸[N];中国矿业报;2003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