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(jì)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(jìn)率、緩解采掘接替緊張的矛盾，同時(shí)對(duì)于實(shí)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(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、理論分析、數(shù)值模擬、相似材料模擬、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等方法，從研究近淺埋煤層綜放沿空留巷覆巖運(yùn)動(dòng)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(xué)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(jī)理。主要研究成果為：
　?。?）通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)巖石進(jìn)行室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)，獲得4＃煤層頂板各巖層物理力學(xué)參數(shù)，如單軸抗壓強(qiáng)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(qiáng)度較低，所獲得的試驗(yàn)結(jié)果為數(shù)值模擬、相似材料模擬試驗(yàn)巖石參數(shù)的選取提供了依據(jù)。
　?。?）利用現(xiàn)場(chǎng)礦壓監(jiān)測(cè)、相似材料模擬試驗(yàn)、理論分析相結(jié)合方法，對(duì)近淺埋煤層綜放面沿空留巷覆巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)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(shí)體煤幫、巷旁充填體及其煤層頂板的穩(wěn)定性對(duì)于整個(gè)沿空留巷圍巖穩(wěn)定性的影響。
　?。?）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(xué)結(jié)構(gòu)模型，分析了沿空留巷各承載結(jié)構(gòu)（實(shí)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(duì)實(shí)體煤幫、巷旁充填體的變形能力進(jìn)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