近距離煤層群沿空掘巷煤柱穩(wěn)固機(jī)理及圍巖穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文以山腳樹(shù)礦21156工作面為工程背景，針對(duì)21156回風(fēng)巷在開(kāi)挖后產(chǎn)生較大變形的情況，通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試相結(jié)合的研究方法，對(duì)近距離煤層群沿空掘巷煤柱的穩(wěn)固機(jī)理做了系統(tǒng)的研究，取得了以下研究成果:
　　(1)通過(guò)對(duì)沿空掘巷煤柱應(yīng)力分布的分析，建立了煤柱的力學(xué)模型，采用極限平衡理論，計(jì)算并推導(dǎo)出了沿空煤體邊緣的屈服區(qū)寬度計(jì)算公式，并根據(jù)巷道圍巖塑性區(qū)寬度計(jì)算公式得出了合理煤柱寬度的理論計(jì)算公式。
　　(2)在分

2、析近距離煤層群煤柱的基本特征后，采用數(shù)值模擬和理論分析的方法，從巷道圍巖性質(zhì)、上下煤層的開(kāi)采、上區(qū)段工作面開(kāi)采的影響以及采高四個(gè)方面分析了其對(duì)煤柱的影響。結(jié)果表明:當(dāng)巷道圍巖較硬時(shí)（包括頂板、煤柱、底板），煤柱邊緣的變形較小，煤柱內(nèi)部的核區(qū)較大，對(duì)于煤柱的穩(wěn)定有積極的作用;上下煤層的開(kāi)采對(duì)其底板和上覆巖層有較大的影響，破壞底板和上覆巖層的完整性，降低這些巖層的承載能力;當(dāng)上區(qū)段工作面開(kāi)采速度較快時(shí)，使得煤柱上覆老頂關(guān)鍵塊B塊的側(cè)向跨度較

3、大，在老頂給定變形的情況下，對(duì)下覆巖層的位移荷載更大;隨著開(kāi)采高度的增大，煤體邊緣的應(yīng)力集中遠(yuǎn)離采空區(qū)，同時(shí)煤柱的承載能力降低。
　　(3)通過(guò)理論分析和數(shù)值研究，選擇采用錨桿—錨索耦合支護(hù)技術(shù)對(duì)巷道進(jìn)行支護(hù)。深入分析了耦合支護(hù)的原理，并采用數(shù)值模擬的方法對(duì)二次支護(hù)的時(shí)機(jī)進(jìn)行了深入的分析，當(dāng)二次支護(hù)在巷道圍巖變形速度的拐點(diǎn)處施工時(shí)可以有效的改善支護(hù)效果。
　　(4)最后根據(jù)山腳樹(shù)礦21156工作面回風(fēng)巷道的工程地質(zhì)特點(diǎn)，依據(jù)