薄層狀組合底板的底鼓機(jī)理及控制措施研究.pdf

1、隨著煤礦開采深度的不斷加大,底板穩(wěn)定性問題將是深井開采中常見而重要課題。本文以亞美大寧煤礦402巷為工程背景,運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場觀測等方法,針對薄層狀組合底板底鼓發(fā)生機(jī)理、影響因素及防治措施進(jìn)行了深入研究。具體研究工作及獲得的有益認(rèn)識如下:
　　 1)本文將巷道底鼓看成平面應(yīng)變問題,并對底板上支承壓力的分布做了一定的簡化,通過彈性力學(xué)理論計(jì)算,得出巷道底板任意點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)及各點(diǎn)之間的相對位移,進(jìn)而運(yùn)用巖體破壞強(qiáng)度理論判

2、斷出巖體是否發(fā)生破壞及薄層狀組合底板率先破壞位置;
　　 2)針對薄層狀組合底板,運(yùn)用相應(yīng)理論和算法可以分別得出巷道底板的粘彈性位移、塑性位移、巖體蠕變位移、底板表層折曲位移以及底板巖體破壞后的碎脹位移,從而可根據(jù)巷道所處的不同采掘階段,對其底鼓量進(jìn)行估算;
　　 3)針對薄層狀組合底板,利用土力學(xué)地基算法及彈性力學(xué)薄板理論可得支承壓力峰值的大小及峰值距煤壁表面的距離和底板分層的厚度對底鼓有重要影響4)利用數(shù)值模擬分別對

3、不同賦存狀態(tài)直接頂巷道、不同性質(zhì)煤幫巷道、不同寬度巷道、不同高度巷道的底鼓狀況進(jìn)行了對比分析,從而得出直接頂?shù)馁x存狀態(tài)、煤幫的巖性,巷道的寬度及高度對薄層狀組合底板不同巖層穩(wěn)定性的影響;
　　 5)針對留有間隔煤柱的巷道,分析了老頂關(guān)鍵塊的不同斷裂位置,所留煤柱寬度及直接頂和煤柱性質(zhì)的相對強(qiáng)弱對底鼓的影響,指出在留有煤主的情況下會造成巷道偏一側(cè)底鼓的現(xiàn)象;
　　 6)將現(xiàn)有錨固理論應(yīng)用于底板的支護(hù)中,結(jié)合組合梁和加固拱理

4、論給出底板的錨固參數(shù)設(shè)計(jì)方法,并利用夾持觀點(diǎn)說明底板錨索加強(qiáng)支護(hù)的參數(shù)設(shè)計(jì);
　　 7)針對薄層狀組合底板,對項(xiàng)、幫普通支護(hù)與加強(qiáng)支護(hù)進(jìn)行了數(shù)值模擬對比分析,結(jié)合大寧礦實(shí)際支護(hù)效果,得出加強(qiáng)頂、幫的支護(hù)強(qiáng)度對治哩底鼓的有重要作用;
　　 8)通過對墩柱力學(xué)性質(zhì)的研究,分析了墩柱在底鼓防治中所能發(fā)揮的各種作用,并提出了合理的支設(shè)方法;
　　 9)針對大寧礦104采煤工作面推進(jìn)期間三順槽中間巷402巷道的底鼓狀況,分