浅埋薄基岩窄煤柱巷道上覆岩层破断规律与稳定控制研究

来源 :中国矿业大学 | 被引量 : 10次 | 上传用户:teamster
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国西部地区回采巷道主要采用宽煤柱护巷、双巷掘进的方式,该地区煤层赋存特点是埋藏浅、基岩薄,上覆岩层多为较厚的松散层,浅埋薄基岩煤层工作面来压强烈,甚至造成支架压死,但保护煤柱压力较小,工作面侧向压力显现并不剧烈,但随着矿井开采深度的加大,双巷掘进所需留设煤柱宽度也逐渐增大,巷道维护日益困难,因此,为改善巷道维护状况并实现巷道有效控制并提高煤炭采出率,达到安全高效生产的目的,本文综合运用理论分析、数值计算、现场试验等方法,对浅埋薄基岩窄煤柱巷道上覆岩层破断规律与稳定控制技术进行了系统研究,确定了合理的窄煤柱宽度,主要研究成果为:(1)基于弹性地基上的半无限Winkler悬臂梁理论,给出浅埋薄基岩在侧向煤柱内破断位置的计算式及其与基岩悬伸长度l与周期来压步距0l三者间的关系式:(?)并讨论了基岩周期来压步距、基岩厚度及液压支架支撑对基岩侧向破断位置的影响规律:浅埋薄基岩煤层基岩厚度大,周期来压步距大、基本顶侧向破断位置更深入煤柱,在煤柱内形成较大范围的应力降低区,为窄煤柱护巷提供有利的位置。(2)建立多矩形孔围岩分析力学模型,给出矩形巷道围岩应力计算式及煤柱内垂直应力叠加计算式,并分析上覆岩层压力、断面尺寸、侧压系数对其的影响规律,揭示浅埋薄基岩窄煤柱巷道失稳机理:窄煤柱护巷时,受应力叠加影响,巷道肩角处应力集中系数大于6.0,肩角处围岩承受高支承压力的作用,容易剪切失稳,窄煤柱留设宽度较小时,窄煤柱应力集中系数高,容易受压失稳。(3)基于弹性地基理论,给出基岩侧向破断煤柱塑性区宽度计算式:当基岩(基本顶)厚度较大且为唯一主关键层时,基岩的破断不受上覆岩层压力及采掘空间的影响,确定双巷掘进窄煤柱护巷时,合理的煤柱宽度范围为B≤11.6m。采用数值模拟的方法,研究不同煤柱宽度巷道围岩应力分布、变形及破坏规律,进一步确定合理的窄煤柱宽度为10m,煤柱存在正在剪切破坏的稳定承载区域,两帮承载均匀,且实体煤帮承载能力相对较大,应力集中系数相对较高,为较好的应力分配状态,仅在煤帮中部出现拉破坏,控制难度相对小。(4)提出浅埋薄基岩窄煤柱巷道的“两区”(窄煤柱大变形区、实体煤帮高集中应力区)为围岩控制的薄弱区域,开发了两帮“两区”关键部位高预应力、高阻让压,高强度围岩控制技术。依据浅埋薄基岩窄煤柱巷道围岩控制技术,在凉水井煤矿42113工作辅助运输巷进行了工业性试验,现场应用表明,煤帮“两区”关键部位小间距高预应力锚杆支护、高预应力让压锚杆支护、二次支护的围岩控制技术有效控制了围岩变形,实现了围岩及支护结构稳定。
其他文献
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
煤炭洗选加工是其清洁高效利用的基础和前提。选煤过程主要由不同的重选和浮选过程组成,颗粒的密度、粒度是影响选煤效果的重要因素。深入解析选煤过程中颗粒密度-粒度双变量
目的探讨综合护理对小儿急性上呼吸道感染副流感病毒感染的效果。方法随机抽取72例小儿急性上呼吸道感染副流感病毒感染患儿,按照随机数字表法分组进行研究,每组病例数36例,
一看土壤颜色。肥土土色较深,瘦土土色较淡。 二看熟土层深浅。肥土熟土层一般15~21厘米,瘦土较浅。 三看适耕性。肥土土质酥,易耕作,干耕土块易碎,湿耕土不粘犁;瘦土土质粘
期刊
对陕西渭北旱塬区2种不同可降解膜和普通地膜覆盖种植冬小麦连续2年生长状况、水分利用效率及增产效果进行了研究。结果表明:渭北旱塬区生物降解膜和普通地膜覆盖栽培冬小麦株
近年来,随着无线通信室内定位受到越来越多研究者的关注,涌现出一批先进的无线定位技术,如红外线、WIFI(Wireless Fidelity)、RFID(Radio Frequency Identification)、UWB(Ul
目的:探讨创伤后感染性骨折愈合不良的康复训练及护理配合,以期提高临床治疗水平。方法选取我院2014年12月~2016年3月收治的72例创伤后感染性骨折愈合不良患者为研究对象,分
文中从一起燃气锅炉发生炉膛爆炸事故案例展开探讨,综合现场勘察及特种设备的安全管理分析,明确燃气锅炉燃烧机的制造要求、锅炉燃烧机系统的安装技术规范要求、锅炉燃烧机正
《International Journal of Oral Science》(IJOS)(《国际口腔科学杂志》英文版)是经中华人民共和国新闻出版总署批准,由中华人民共和国教育部主管,四川大学主办的口腔医学专业英
目的:分析肠易激综合征与精神心理因素的相关性,为临床治疗提供依据。方法选择100例肠易激综合征患者作为 IBS组,对该组患者进行调查,调查内容包括患者近期的焦虑(SAS)及抑郁