阳煤一矿综采工作面过空巷围岩稳定原理及充填参数研究

摘要

长期以来，回采工作面过空巷一直是未能很好解决的技术难题。而且随着资源的减少，开采空巷区域的煤层尤为必要。当空巷受到超前支承压力作用时，空巷顶底板及两帮变形较大。随着工作面向空巷不断推进，工作面容易发生危险，例如工作面大面积冒顶、支架被压垮等威胁工作面安全的事故。
　　本文在总结传统过空巷技术的基础上，综合采用理论分析、数值模拟及工业性试验的方法，对阳煤一矿8303工作面回采穿过的平行空巷采取加固措施的必要性、过空巷基本顶失稳机理和采用高水材料局部充填进行了探究。首先，针对该矿具体的地质条件，建立数值计算模型，模拟空巷不采取加固措施的条件下工作面进行回采，随着回采工作面的推进，分析空巷受采动影响围岩破坏情况，并监测了液压支架在工作面距空巷不同距离时的工作阻力，综合分析提出对空巷采取加固措施。其次，采用理论分析的方法，建立了过空巷采场基本顶失稳力学模型，分析了过空巷基本顶失稳机理，求解得出维持空巷围岩稳定条件下空巷需要的临界支护阻力。接着提出经济、有效的高水材料局部充填技术，利用数值模拟的方法，从空巷顶底板及两帮、工作面顶板变形量，工作面到空巷后方的应力及塑性区分布规律几方面对充填体长度参数进行了探究，而且对工作面通过空巷以后的超前支承压力分布规律进行了研究，验证空巷局部充填可以有效改善工作面超前支承压力对工作面顶板和空巷围岩的影响。最后，在8303工作面进行了高水材料局部充填空巷试验，而且制定了矿压观测方案，对工作面支架阻力进行了监测和分析，验证了空巷局部充填效果，说明了空巷局部充填参数和充填工艺合理，可在类似条件下推广使用。

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致谢

变量注释表

1 绪论

1.1 课题研究的背景及意义(The Background and Significance of the Research)

1.2 国内外研究现状(The Research Status at Home and Abroad)

1.3 主要研究内容及技术路线(The Main Research Contents and Technical Route)

2 矿井工程地质条件及巷道围岩稳定性分析

2.1 矿井生产地质条件(Production Conditions and Geological Conditions of the Mine)

2.2 综采工作面过空巷上覆岩体关键结构稳定性分析（ The Stability Analysis of the Key Structure of the Overburden Rock in the Fully Mechanized Top-coal Caving Face）

2.3 综采工作面过空巷充填技术的提出（ Filling Technology of Abandoned Roadway in Deep Fully Mechanized Caving Face）

2.4 本章小结（Brief Summary）

3 综采工作面过空巷顶板稳定力学机理研究

3.2 过空巷基本顶超前断裂影响因素(Influencing Factors of Basic Top Faults in Abandoned Roadway)

3.3 过空巷基本顶超前断裂的力学机理(Mechanics Mechanism of Advance Basic Roof Fracture through Abandoned Roadway)

3.4 过空巷时基本顶稳定性分析(Basic Roof Stability Analysis through Abandoned Roadway)

3.5 本章小结(Brief Summary)

4 空巷局部充填条件下围岩活动特征研究

4.1 局部充填下空巷直接顶力学分析和充填体参数设计(Mechanics Analysis of Direct Roof and Design of Filling Parameters for Part Filling)

4.2 空巷充填体长度对围岩活动的影响(Influence of Length of Filling Body on Surrounding Rock Activity In Abandoned Roadway)

4.3 本章小结(Brief Summary)

5 高水材料充填技术和应用效果研究

5.1 空巷充填工业性试验(Industrial Experiment of Roadway Filling)

5.2 空巷围岩矿压监测及分析(Ground Pressure Monitoring and Analysis of Surrounding Rock)

5.3 本章小结(Brief Summary)

6 主要结论

参考文献

作者简历

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