深部巷道构造应力厚煤层巷道滑移变形围岩控制控让耦合支护论文

【摘要】 随着煤矿开采深度的增大,厚煤层巷道支护难度逐渐增大,尤其在构造应力的作用下,支护问题更为突出。本文在分析巨野矿区深部构造应力场分布特征的基础上,综合运用理论分析、数值计算、相似模型试验、现场试验等方法,开展了深部构造应力作用下沿煤层顶板掘进巷道和厚顶煤巷道两类厚煤层巷道围岩稳定与控制研究,主要研究成果为:(1)对巨野矿区地应力实测数据进行了分析,得到该矿区千米深部地应力场分布规律,地应力场以水平应力为主导,最大水平应力一般为30～40MPa,最大水平应力是垂直应力的1.5～3.2倍;最大水平应力方位角在N60°E左右,与区域构造应力方向(东西向)的夹角平均为30°。断层附近地应力场反演分析结果表明,断层附近地应力出现集中,尤其在断层端部,最大水平应力达到40MPa以上,应力方向变化也较大,最大水平应力方向偏转达30°～60°。(2)分析了深部构造应力作用下厚煤层巷道围岩塑性区、围岩位移及围岩应力的分布特征,揭示了深部构造应力作用下厚煤层巷道围岩变形破坏机制:两帮沿顶板或底板层理面滑移,且构造应力越大,滑移量越大,滑移量成为两帮相对移近量的重要组成部分;层理面附近垂直应力和水平应力的差值... 更多还原

【Abstract】 With the increase of coal mining depth, support of roadway in thick coal seam is getting difficult, and especially under the influence of high tectonic stress,

supporting problem becomes more outstanding. Based on the analysis of distribution characteristic of tectonic stress field in deep strata, synthetically using theoretical analysis, numerical simulation, similarity simulation experiment and field test, surrounding rock stability principle and controlling technology of roadway in coal seam,... 更多还原

【关键词】 深部巷道； 构造应力； 厚煤层巷道； 滑移变形； 围岩控制； 控让耦合支护；

【Key words】 deep roadway； tectonic stress； thick coal seam roadway； slippage deformation； surrounding rock control； controlling and yielding coupling support； 摘要 6-8 Abstract 8-9 图清单 17-25 表清单 25-26 变量注释表 26-27 1 绪论 27-36

1.1 研究背景及意义 27-28 1.2 国内外研究现状 28-33 1.3 存在的问题 33-34 1.4 主要研究内容与方法 34-36

2 深部构造应力场分布规律及其对巷道稳定性的影响分析 36-61 2.1 构造应力场分布基本规律 36-38 2.2 巨野矿区深部构造应力场分布规律 38-47 2.3 断层附近构造应力场分布规律 47-55 2.4 构造应力场中巷道布置与其稳定性关系 55-60 2.5 本章小结 60-61

3 深部构造应力作用下层理面对厚煤层巷道稳定性的影响分析 61-79

3.1 层理面对厚煤层巷道稳定性影响的数值模型 61-62 3.2 层理面位置对厚煤层巷道围岩变形破坏的影响分析 62-69 3.3 层理面位置对厚煤层巷道围岩应力分布的影响分析 69-72 3.4 层理面力学性质及其对厚煤层巷道稳定性的影响 72-77 3.5 本章小结 77-79

4 深部构造应力作用下厚煤层巷道稳定性相似模拟试验研究 79-92 4.1 试验目的及内容 79

4.2 厚顶煤巷道相似模拟试验模型设计 79-84 4.3 厚顶煤巷道相似模拟试验结果分析 84-90 4.4 沿煤层顶板掘进巷道相似模拟试验结果分析 90-91 4.5 本章小结 91-92

5 深部构造应力作用下厚煤层巷道破坏失稳分析 92-117

5.1 深部构造应力作用下沿煤层顶板掘进巷道锚固体破坏失稳分析 92-99

5.2 深部构造应力作用下沿煤层顶板掘进巷道肩角帮锚杆破断机理分析 99-110

5.3 深部构造应力作用下厚顶煤巷道破坏失稳机理分析 110-116 5.4 本章小结 116-117

6 深部构造应力作用下厚煤层巷道围岩稳定控制研究 117-140 6.1 深部构造应力作用下厚煤层巷道围岩稳定控制原则 117-118 6.2 锚杆支护与围岩相互作用分析 118-124

6.3 深部构造应力作用下厚煤层巷道锚杆支护作用机制 124-129 6.4 深部构造应力作用下沿煤层顶板掘进巷道围岩稳定控制 129-135

6.5 深部构造应力作用下厚顶煤巷道围岩稳定控制 135-138 6.6 本章小结 138-140 7 工程实践 140-151

7.1 试验巷道生产地质条件 140-143 7.2 锚杆支护设计 143-146 7.3 支护效果分析 146-149 7.4 本章小结 149-151 8 结论与展望 151-1 8.1 主要结论 151-153 8.2 创新点 153 8.3 研究展望 153-1

参考文献