广西环江下金煤矿深部巷道复合支护技术应用研究

摘要

随着煤矿资源需求的日益扩大和开采强度的不断增加，煤矿开采渐渐从浅部开采转向深部开采。然而，资源深部开采面临的地质环境是非常复杂的，在高地应力、高地温、高渗透压和强烈的开采干扰的影响下，使得深部巷道的稳定性变得难以控制，在深部巷道支护技术方面提出更高的要求。广西环江下金煤矿目前已进入深部开采阶段，面临的深部巷道大变形问题日益严重，巷道返修次数大大增加，严重制约了矿山的发展，更重要是巷道片帮、冒落和失稳等安全隐患，时时威胁着矿山的正常生产。因此，系统地开展本矿区深部巷道支护技术的试验与研究，提出在技术和经济上适合矿区的巷道支护方案，是非常迫切和必要的。
　　 本文运用工程岩体力学、工程地质学和数值计算等理论知识，采用室内岩石力学试验、工程地质分析、现场原始地应力测量、数值模拟和理论分析等手段，确定了下金煤矿矿区岩石力学参数和矿区最优节理面及岩体分级情况，明确了下金煤矿矿区原始地应力大小及方向，分析了下金煤矿深部巷道工程条件，通过岩体基础力学和地质力学分析，确定适合的两种支护方式。模拟这两种支护方式，数值分析其支护效果，结合两种支护方式的经济分析，选择确定下金煤矿的支护方案。根据选择的支护方式，对下金煤矿回风下山进行了支护设计，为了解巷道围岩和支护体的位移变化，提出了矿压监测设计。
　　 下金煤矿深部巷道复合支护技术研究，对深部巷道掘进和支护施工起到了指导意义，并且对矿山生产技术进步和经济效益提高具有较大的现实意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究背景与目的

1．3 国内外煤矿支护研究现状

1．4 本课题研究内容及方法

1．4．1 本课题研究内容

1．4．2 本课题研究方法

第二章 岩石力学试验及地质条件分析

2．1 工程地质概况

2．1．1 工程概况

2．1．2 地层岩性

2．1．3 地质构造

2．2 岩石力学试验

2．2．1 密度试验

2．2．2 单轴抗压静力特性试验

2．2．3 岩石点载荷仪力学试验

2．2．4 劈裂抗拉强度试验

2．2．5 矿岩的抗剪强度试验

2．2．6 静力受压弹性模量和泊松比试验

2．3 岩体工程地质调查及岩体分级

2．3．1 调查数据处理

2．3．2 工程地质岩组划分

2．3．3 岩体分级分析

2．4 巷道围岩条件分析

2．4．1 巷道围岩宏观结构分析

2．4．2 巷道围岩微观结构分析

2．4．3 巷道围岩矿物成分分析

2．5 本章小结

第三章 原始地应力测量研究

3．1 地应力测量方法选择

3．2 空心包体应力解除法元件

3．2．1 KX-81型空心包体应变计

3．2．2 定向仪

3．2．3 洗孔器

3．2．4 KX-81率定仪

3．2．5 KJ327-F型矿山压力监测系统分站

3．3 现场地应力测量

3．3．1 测点的选择与布置

3．3．2 现场地应力测量

3．4 地应力测量结果分析

3．4．1 地应力测量原始数据

3．4．2 地应力测量计算结果

3．5 本章小结

第四章 下金煤矿支护方案比较分析

4．1 巷道支护理论与支护形式

4．1．1 巷道支护理论

4．1．2 巷道支护形式

4．2 下金煤矿支护方案介绍

4．3 下金煤矿支护方案数值模拟比较分析

4．3．1 FLAC3D数值模拟软件简介

4．3．2 支护方案数值模拟分析

4．4 下金煤矿支护方案经济比较分析

4．5 本章小结

第五章 下金煤矿回风下山支护与矿压监测设计

5．1 回风下山工作面概述

5．1．1 巷道概况

5．1．2 巷道断面

5．1．3 设计巷道地质情况

5．2 巷道掘进

5．3 巷道支护设计

5．3．1 锚杆支护设计方法

5．3．2 巷道断面设计

5．3．3 支护方案

5．3．4 巷道锚网索耦合支护

5．3．5 支护材料

5．3．6 施工工艺

5．3．7 施工技术质量要求

5．4 矿压监测设计

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 研究成果与结论

6．2 展望

参考文献

附表

读学位期间发表论文情况

致谢