五陽礦厚煤層巷道底鼓機(jī)制及控制研究.pdf

1、目前，大多數(shù)巷道底鼓控制方案僅僅圍繞加固巷道淺部巖體或改善其它部位受力環(huán)境進(jìn)行的，較少研究底板中、深部巖體的穩(wěn)定性對底鼓的影響，特別是對厚煤層底鼓的研究。厚煤層巷道底板在高水平地應(yīng)力和采動應(yīng)力雙重作用下，破壞范圍廣、深度大，單一的淺部加固支護(hù)方式難以奏效。因此，本文針對五陽煤礦76采區(qū)厚煤層專用回風(fēng)巷道嚴(yán)重底鼓問題，通過現(xiàn)場工程地質(zhì)調(diào)查、底板受力狀態(tài)理論分析、支護(hù)方案數(shù)值模擬研究、開采擾動相似材料模擬以及現(xiàn)場工業(yè)性試驗相結(jié)合的方法研究了

2、厚煤層巷道底板的變形特征，分析了單一淺部注漿與中深部注漿支護(hù)下的圍巖變形規(guī)律，揭示了厚煤層巷道底鼓機(jī)理。主要結(jié)論如下：
　　 (1)建立了厚煤層巷道底板受力模型，計算得到了底板巖體應(yīng)變分布規(guī)律。結(jié)果表明，拉應(yīng)變零點位于底板3.2m左右，拉應(yīng)變零點以上，巖體主要受水平應(yīng)力擠壓的作用；拉應(yīng)變零點以下，由于受到移動空間的限制，巖體向深部發(fā)生微量變形。
　　 (2)采用彈塑性和應(yīng)變軟化本構(gòu)模型分別對圓柱形試件進(jìn)行單軸壓縮、拉伸加

3、載試驗，結(jié)果表明，Mohr-Coulomb彈塑性計算結(jié)果與室內(nèi)普遍試驗不符，峰值前具有明顯的強(qiáng)化現(xiàn)象。應(yīng)變軟化模型計算結(jié)果與實際試驗基本一致，加載初期，應(yīng)力呈為線彈性增加；峰值強(qiáng)度后，試件發(fā)生明顯應(yīng)變軟化現(xiàn)象。
　　 (3)提出了三種厚煤層巷道底鼓控制方案即錨注支護(hù)、U型鋼反底拱注漿支護(hù)及錨砼漿支護(hù)，通過數(shù)值計算模擬了不同支護(hù)方案的應(yīng)力場、位移場、圍巖塑性區(qū)等變化特征，結(jié)果表明，后兩種支護(hù)方案滿足工程實踐的需要。