长壁开采三顺槽围岩控制理论技术研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yinnahappy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
煤炭是我国的主要能源,近年来,随着我国煤矿开采的深度不断增加,工作面顺槽围岩的支护问题显的越来越重要。工作面顺槽经历掘进、上区段工作面回采和下区段工作面回采,整个过程中围岩表现出特殊的非线性力学行为使得传统的岩体(石)力学理论与分析方法面临着新的挑战。长壁开采条件下三顺槽中间顺槽在下区段工作面开采后依然保留,相对于传统单、双顺槽回采存在围岩劣化更为严重,结构更不稳定等不利因素,巷道中二次应力场相互叠加、围岩力学性质劣化、围岩-支护结构性失稳是导致顺槽失稳、破坏的重要原因。因此,正确认识工作面回采过程中巷道围岩的物理性质、力学性质,建立合理的岩体本构关系和顺槽的力学结构模型,揭示二次应力场的叠加情况和围岩一支护相互作用机理显得非常重要。   为了满足煤矿建设和安全生产的要求,推进科学技术在生产实践中的应用,本文围绕长壁开采工作面三顺槽稳定性控制问题,以亚美大宁煤矿104和105工作面之间的三顺槽为工程背景,在继承现有围岩控制、支护理论技术研究成果的基础上,系统地从围岩变形与破坏形式、岩体本构模型、三顺槽力学结构、围岩与支护作用机理、顺槽矿压特征五个方面形成了一个较完整的长壁开采三顺槽围岩稳定性分析控制方法。概括之,本文主要研究工作与获得的有益认识如下:   1.不同的地质条件、不同的工程背景下,围岩的变形与破坏形式和机理不尽相同。本文详细的论述了顺槽在工作面回采中围岩破坏失稳形式,并对其破坏形式和机理进行了独有的分析,提出了新见解。   2.针对目前弹塑性本构模型在模拟开挖空间围岩松动、破碎、破裂圈内围岩方面不理想的问题,从岩体宏观方向出发,提出了煤岩体进入塑性区后强度曲线在最大一最小主应力平面绕固定点旋转,与之对应的强度屈服面在主应力空间收缩膨胀的观点,并指出了根据三轴压缩试验曲线中任意两条确定强度参数变化的简便方法。利用岩体峰后强度参数随塑性应变变化予以描述岩体峰后本构关系,从而实现对松动、破碎、破裂区围岩的合理描述。并应用于数值计算。   3.利用关键层理论、砌体梁理论和经典力学理论建立长壁开采三顺槽不同阶段时围岩的力学结构模型,并推导出了不同阶段支护力、煤柱宽度、煤岩力学特性之间的关系式,进而提出了维持顺槽结构稳定的条件。   4.利用建立的围岩力学结构模型分析煤柱的受力和物理力学状态,从而得出顺槽帮部和煤柱上的支撑压力分布特征。   5.利用回采巷道围岩波动性支护理论分析顺槽支护结构变形和支护力之间的关系,提出了顺槽在工作面回采过程中的支护原则。   6.将上述成果应用于亚美大宁煤矿104与105工作面间的三顺槽501、502、503的稳定性控制,利用理论公式对不同开采阶段中现场中顺槽的支护力进行计算,利用数值计算手段分析顺槽巷道的应力场分布和围岩破坏深度,最后通过现场观测验证其合理性。   论文共有图187幅,表10个,参考文献91篇。
其他文献
目的:探讨在子宫内膜异位症合并不孕症中应用腹腔镜手术联合醋酸亮丙瑞林微球治疗的临床疗效.方法:选取2017年3月至2019年5月我院收治子宫内膜异位症合并不孕症的患者共120例
在分析了煤层地质条件的基础上,讨论了适合9号煤层的3种采煤方法,通过分析分层开采、大采高综采和综采放顶煤开采的优缺点及适应条件,确定了9号煤层采用综采放顶煤采煤方法,
学位
坚硬顶板条件下矿压显现规律相比于普通顶板条件下,其矿山压力显现更为剧烈。采掘煤层推进后,坚硬顶板大面积悬露但并不垮落,垮落步距较普通顶板条件下急剧增大。煤层采掘后,
夜幕初上,灯光秀闪烁在两岸建筑间.桥头游人如织,阵阵戏曲之音,涓涓入耳.我与文友前往文昌里,路上时不时出现吆喝着买卖的老人,孩童的嬉戏声也从街角的巷子里传来,河面“荆公
期刊
煤体吸附-解吸机理的研究是发展煤层气开采技术的关键理论之一。本文以原煤、型煤为研究对象,利用重庆大学自行研制的煤层气高压吸附解吸装置、高压吸附解吸变形装置等试验设
半潜船作为一种高附加值船舶,在海洋工程领域内占有越来越重要的位置。由于传统运输方式如驳船拖拽,装载后拖拽等方式运载能力与运输速度等有很大限制,随着现在海洋结构越造越大
目的:本文主要针对前列腺增生患者在围手术期预防血栓性病症的护理方法及护理措施进行探讨.方法:选择2018年1月份至2019年10月我院收治的165例前列腺增生患者,均行经尿道前列
当前环境下,素质教育背景下的初中生物教学,要求注重培养学生的基础能力,作为生物教师,不仅仅要将基础知识和技能传授给学生,更要注意激发学生的学习兴趣,提高学生自主分析和
悬架是底盘的重要系统,其作用是将车轮或车桥与汽车车身或车架柔性联接起来,保证路面与轮胎可靠接触、保持良好的操纵稳定性和乘坐舒适性。本课题来源于一款新开发的微型汽车