矸石充填沿空留巷圍巖穩(wěn)定控制技術研究與應用.pdf

1、本文以關鍵層理論為基礎對煤層開采過程中沿空采場覆巖空間結(jié)構(gòu)的運動以及礦山壓力演化分布規(guī)律進行了研究分析，以山東新陽能源有限公司濟陽煤礦2013工作面為工程背景，采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場監(jiān)測相結(jié)合的研究方法，分析采場覆巖隨采動變形破壞機理、破壞過程和特征;以彈性極限平衡理論為基礎提出了充填體合理寬度的計算公式，并討論留巷深度、采煤厚度、接觸面力學性質(zhì)、巷旁支護阻力等因素對充填體寬度的影響;按照疊加板模型理論，建立了頂板覆巖的支護阻力的

2、計算模型并推導出了簡化計算公式;運用正交實驗并結(jié)合數(shù)值模擬的研究方法從原始應力、煤層厚度、充填體寬度、頂?shù)装鍘r性等角度對影響留巷圍巖穩(wěn)定性的關鍵影響因素進行了正交對比分析，提出了沿空留巷支護結(jié)構(gòu)強化控制理念和基本原則，并總結(jié)了控制圍巖穩(wěn)定性的支護關鍵技術。論文取得了以下成果:
　　(1)隨工作面回采頂板有規(guī)律的周期性跨落，巷旁充填體逐漸被壓實由彈性進入塑性狀態(tài);充填體的壓實強度決定了頂板斷裂線的位置和回轉(zhuǎn)變形的程度，因此盡可能提高

3、充填體承載強度，對穩(wěn)定頂板巖層，控制巷道變形有重要作用。
　　(2)采用正交試驗方法，通過對影響沿空留巷圍巖穩(wěn)定性關鍵因素分析研究得出關于矸石充填沿空留巷圍巖穩(wěn)定性控制的兩點認識:
　?、倏刂撇捎庙肥鳛橄锱猿涮铙w的沿空留巷頂、底板穩(wěn)定性的關鍵因素是留巷體所處于的原始應力條件，因此要想加強對沿空留巷頂、底板圍巖穩(wěn)定性的控制，首先要比較精確的掌握留巷體賦存的原始應力狀態(tài)。
　?、诳刂七x用矸石作巷旁充填體沿空留巷的實體煤幫

4、和采空側(cè)壁的水平收斂的關鍵因素是所選取的充填體寬度。巷旁充填體在經(jīng)受周期性的回采動壓影響下作為頂板扭轉(zhuǎn)下沉的支撐點，不僅控制著頂板的下沉扭轉(zhuǎn)量，而且也承擔著將上部應力傳遞到下部底板的作用，所以對于留巷兩側(cè)幫的穩(wěn)定性控制必須選取合適的充填體寬度，加強巷內(nèi)支護。
　　(3)總結(jié)了控制沿空留巷圍巖穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的強化技術，其中包括錨桿承載性能強化、留巷破碎圍巖強化和留巷承載結(jié)構(gòu)強化;從強化巷內(nèi)錨固系統(tǒng)、強化巷旁充填體、強化巷內(nèi)輔助支護三個方