大斷面煤層巷道圍巖變形特征與支護參數(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化礦井高產(chǎn)高效綜合機械化開采技術(shù)的發(fā)展，煤礦的開采強度與規(guī)模大幅度增加，為滿足礦井通風(fēng)、運輸及大型設(shè)備的安裝等要求，巷道斷面越來越大。巷道斷面的增大，給巷道維護帶來了巨大的困難，嚴(yán)重影響了煤礦安全高效生產(chǎn)。大斷面巷道的支護技術(shù)已成為一個亟待解決的問題。
　　 本論文以國家科技支撐計劃項目《厚煤層大斷面快速掘進關(guān)鍵技術(shù)》(項目編號：2006BAB16802)為依托，以晉城煤業(yè)集團趙莊煤礦松軟煤層大斷面巷道支護問題為背景，綜

2、合運用數(shù)值模擬、現(xiàn)場實驗和理論分析等研究手段，就大斷面巷道圍巖破壞機理及支護技術(shù)進行研究，并針對趙莊煤礦的具體條件提出了大斷面煤巷的支護設(shè)計。
　　 論文取得的主要研究成果如下：
　　 (1)分析了巷道變形破壞的機理和影響巷道穩(wěn)定性的主要因素，建立了巷道頂板無限長薄板理論模型?；谠撃Ｐ头治龅贸觯合锏缹挾仍龃?，引起巷道頂板彎曲變形，由于受彎曲變形產(chǎn)生張應(yīng)力，頂板受到拉應(yīng)力作用容易引起破壞。
　　 (2)采用數(shù)值模

3、擬技術(shù)，分析了斷面尺寸變化對巷道圍巖變形、破壞及應(yīng)力分布狀態(tài)的影響。研究表明：巷道斷面增大，圍巖中的應(yīng)力集中程度增加，塑性區(qū)分布范圍增大，相應(yīng)的巷道變形就越嚴(yán)重，巷道的支護難度加大。
　　 (3)分析論證了錨桿支護對大斷面巷道的適應(yīng)性和作用原理，提出了大斷面巷道高預(yù)緊力、強力錨桿、錨索支護的設(shè)計對策：對于大跨度巷道，錨索支護具有減跨作用，提出頂板采用高預(yù)緊力強力錨索支護，以減少巷道的跨度，控制頂板的下沉；對于高煤幫巷道，巷幫圍巖