沿空动压巷道围岩稳定性与支护技术研究
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摘要
针对徐庄煤矿沿空动压巷道围岩的合理控制问题,本文通过理论分析、数值模拟及现场工业性试验与观测等方法对沿空动压巷道的围岩稳定性及支护技术进行了较系统的研究,研究了包括沿空动压巷道围岩失稳机理及围岩控制对策两个方面的内容。根据开挖空间的不同,对沿空动压巷道围岩进行了分类,结合徐庄煤矿212104运输顺槽的实际情况,通过理论分析,分析了沿空动压巷道在巷道开挖、上区段工作面回采及本区段工作面回采三个过程中的巷道围岩应力分布规律、变形破坏特征及影响因素,理论计算了上区段工作面回采对沿空动压巷道的超前支承压力影响范围及滞后影响范围,进而论述了沿空动压巷道围岩的失稳机理。并在此基础上,探讨了沿空动压巷道围岩控制机理及技术,详述了“非均称控制”技术的优势,提出了支护技术的四个方面：合理的支护参数、补强加固技术、预紧力锚杆支护以及合理的支护时间,并以徐庄生建煤矿212104运输顺槽为例对沿空动压巷道围岩进行支护设计。通过数值模拟,系统地分析了沿空动压巷道在轴向及侧向方向上的围岩应力场、位移场及塑性区变化情况,经过现场工业性试验与观测,验证了理论计算的正确性以及沿空动压巷道围岩支护设计的合理性。本文的研究成果对沿空动压巷道在邻近工作面采动影响下的围岩破坏失稳机理及控制技术具有重要的科学意义和应用前景。
For the reasonable control of gob-side entry surrounding rock with dynamic pressure in Xuzhuang coalmine, rock stability and support technology, including surrounding rock instability mechanism and control measures, is studied systematically in this paper through theoretical analysis, numerical simulation and field industrial experiment and observation. According to the different excavation space, the gob-side entry' surrounding rock is classified into eight subtypes of two major types. Using methods of theoretical analysis, analyzing the law of stress distribution, deformation characters and influencing factors during the tunnel excavation, previous and this section face recovery based on the actual situation of Xuzhuang coalmine. Then expounding on surrounding rock Instability mechanism, the influence scope of advance and behind abutment pressure when the previous section face recovery is calculated. Based on the surrounding rock instability mechanism of dynamic pressure gob-side entry, the surrounding rock' control mechanism and technology and the advantages of nonequilibrium technology is discussed. There are four parts of control technology given:reasonable supporting parameters and supporting time, reinforcement technology, preload cable supporting. And the supporting parameters of 212104 transport entry in Xuzhuang coalmine are designed. Through numerical simulation, analyzing the changes of surrounding stress field, displacement field and plastic zone in directions of leading and lateral, validates the correctness of theoretical calculations and supporting design. The study results of this paper have great scientific significance and application prospects to the research of instability mechanism and control measures of gob-side entry with dynamic pressure under the first mining influence.
For the reasonable control of gob-side entry surrounding rock with dynamic pressure in Xuzhuang coalmine, rock stability and support technology, including surrounding rock instability mechanism and control measures, is studied systematically in this paper through theoretical analysis, numerical simulation and field industrial experiment and observation. According to the different excavation space, the gob-side entry' surrounding rock is classified into eight subtypes of two major types. Using methods of theoretical analysis, analyzing the law of stress distribution, deformation characters and influencing factors during the tunnel excavation, previous and this section face recovery based on the actual situation of Xuzhuang coalmine. Then expounding on surrounding rock Instability mechanism, the influence scope of advance and behind abutment pressure when the previous section face recovery is calculated. Based on the surrounding rock instability mechanism of dynamic pressure gob-side entry, the surrounding rock' control mechanism and technology and the advantages of nonequilibrium technology is discussed. There are four parts of control technology given:reasonable supporting parameters and supporting time, reinforcement technology, preload cable supporting. And the supporting parameters of 212104 transport entry in Xuzhuang coalmine are designed. Through numerical simulation, analyzing the changes of surrounding stress field, displacement field and plastic zone in directions of leading and lateral, validates the correctness of theoretical calculations and supporting design. The study results of this paper have great scientific significance and application prospects to the research of instability mechanism and control measures of gob-side entry with dynamic pressure under the first mining influence.
引文
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