近淺埋煤層綜放面沿空留巷圍巖協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、西部煤炭資源豐富，在目前煤炭經(jīng)濟下行的壓力下，開展西部地區(qū)沿空留巷研究不僅有利于提高煤炭采出率，降低巷道掘進率、緩解采掘接替緊張的矛盾，同時對于實現(xiàn)西部地區(qū)煤炭資源的可持續(xù)發(fā)展意義重大。
　　本文綜合運用現(xiàn)場調(diào)研、理論分析、數(shù)值模擬、相似材料模擬、現(xiàn)場監(jiān)測等方法，從研究近淺埋煤層綜放沿空留巷覆巖運動規(guī)律入手，建立了綜放面沿空留巷圍巖協(xié)調(diào)變形力學模型，分析了沿空留巷各承載結(jié)構(gòu)間的協(xié)調(diào)變形關(guān)系，揭示了基本頂給定變形條件下沿空留巷圍巖協(xié)

2、調(diào)控制機理。主要研究成果為：
　　（1）通過對現(xiàn)場巖石進行室內(nèi)力學試驗，獲得4＃煤層頂板各巖層物理力學參數(shù)，如單軸抗壓強度、彈性模量、泊松比、內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦角等。結(jié)果表明：頂板以泥巖、砂巖為主，巖石強度較低，所獲得的試驗結(jié)果為數(shù)值模擬、相似材料模擬試驗巖石參數(shù)的選取提供了依據(jù)。
　?。?）利用現(xiàn)場礦壓監(jiān)測、相似材料模擬試驗、理論分析相結(jié)合方法，對近淺埋煤層綜放面沿空留巷覆巖運動規(guī)律進行研究，分析了工作面?zhèn)认蝽敯迤茢嗵卣骱蛡?cè)向

3、關(guān)鍵塊參數(shù)，系統(tǒng)研究了實體煤幫、巷旁充填體及其煤層頂板的穩(wěn)定性對于整個沿空留巷圍巖穩(wěn)定性的影響。
　　（3）建立了基本頂給定變形條件下綜放沿空留巷圍巖協(xié)調(diào)變形力學結(jié)構(gòu)模型，分析了沿空留巷各承載結(jié)構(gòu)（實體煤幫、巷旁充填體、采空區(qū)矸石）之間的變形協(xié)調(diào)關(guān)系，通過對實體煤幫、巷旁充填體的變形能力進行分析，確定了各承載結(jié)構(gòu)所允許的基本頂巖梁最大旋轉(zhuǎn)角θMmax和θFmax，結(jié)合巷道斷面尺寸所允許的巖梁最大旋轉(zhuǎn)角θWmax，并以此作為保持沿空

4、留巷圍巖穩(wěn)定性的判據(jù)，即沿空留巷基本頂巖梁的旋轉(zhuǎn)角θ應(yīng)滿足：θ