采动破碎围岩体巷道稳定性分析与支护设计及应用

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论文以右江矿务局有限公司多煤层开采再生顶板巷道围岩控制技术研究为依托,围绕破碎围岩巷道的支护问题,通过现场调研、室内试验、理论分析、数值模拟及工程应用的方法进行研究,主要有以下研究成果:(1)通过现场调研和实测,得到了破碎围岩巷道变形破坏、支护结构失效等现场情况,采集了顶、底板部分岩样,并收集了州景煤矿作业规程等相关资料,根据现场的巷道破坏情况及岩样细观分析结果总结了围岩变形破坏机理。(2)针对5305工作面巷道围岩岩性特征,对采集的岩块进行压实试验和弱胶结试验,探明了顶板泥岩密实程度和破碎情况,试验结果也反映出泥岩强度低、二次承载能力弱、自胶结能力差等特性,为围岩变形控制奠定了基础。(3)根据巷道变形失稳原因及力学特性试验结果提出巷道稳定控制对策,综合支架变形特征和现场实际情况,从棚架支护结构入手,设计了“顶横梁+棚架+倾斜支撑梁”组合支护方案。(4)对设计的支架进行了结构力学分析,对其内力、强度进行了计算和校核,通过超静定力学分析得出了斜支撑最佳支撑点,确定了支护参数。使用FLAC3D数值模拟软件对原支护、改进后方案进行了模拟演算对比,结果显示:改进后支护方案支护效果明显提高。(5)对设计的支护方案进行工程实践,现场对比改进前、后支护效果,设计变形监测方案,记录回采前后的支架变形数据。监测结果表明:改进后支护方案支护效果较好,能保证巷道长期稳定。
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