软弱特厚煤层综放回采巷道支护技术研究及应用

论文摘要

本文运用理论分析、实验室试验、数值模拟和现场实测等多种方法,系统地研究了软弱特厚煤层综放回采巷道支护技术。通过理论分析,研究了影响巷道围岩稳定性的各种因素,分析得出了锚杆的有效支护条件；通过进行煤岩力学试验及次生应力监测,分别获得了各煤岩层的物理力学参数及巷道顶部垂直应力的变化规律；依据挤压加固拱理论结合非弹性区理论进行了巷道锚杆支护设计,并提出了三种可行的巷道支护方案；设计了一种新型的高强度金属粗尾让压锚杆；应用FLAC3D软件,模拟分析了各方案在巷道开挖及工作面推进过程中的巷道围岩应力场演化过程及围岩变化规律,确定了巷道初步支护方案；通过对初步方案进行现场工业性试验及现场实测,根据监测的巷道围岩变形情况对初步方案支护参数进行了调整,确定了“高强度金属粗尾让压锚杆+W型钢带+金属网+锚索”联合支护为最优支护方案；通过进行经济和社会效益分析,验证了最终支护方案是经济合理的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状和发展动态
• 1.3 课题主要研究内容及技术路线
• 2 巷道围岩稳定性及锚杆支护理论分析
• 2.1 巷道围岩稳定性分析
• 2.2 锚杆支护机理
• 2.3 锚杆有效支护分析
• 2.4 本章小结
• 3 煤岩力学性质试验
• 3.1 标准岩石试件的制取
• 3.2 岩石单轴压缩试验
• 3.3 岩石三轴压缩试验
• 3.4 煤岩力学试验结论
• 4 次生应力监测
• 4.1 次生应力
• 4.2 次生应力监测实施方案
• 4.3 次生应力监测结果及分析
• 4.4 次生应力监测结论
• 5 综放回采巷道支护方案设计
• 5.1 综放回采巷道的基本情况
• 5.2 回采巷道支护参数计算
• 5.3 巷道支护方案的提出
• 5.4 巷道支护方案数值模拟分析
• 5.5 巷道初步支护方案的确定
• 5.6 本章小结
• 6 工程实践应用
• 6.1 巷道矿压监测内容及方法
• 6.2 巷道掘进期间巷道变形分析
• 6.3 工作面回采期间巷道变形分析
• 6.4 最终支护方案的确定
• 6.5 经济和社会效益分析
• 7 主要结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间的主要成果