石拉乌素煤矿多层复合岩层大巷围岩稳定性控制技术研究

摘要

石拉乌素煤矿煤层大巷断面大，埋深650m左右，围岩层状节理发育、整体强度低；顶板为多层软硬岩互层的复合顶板，且层内节理发育，引起巷道支护困难。本文以穿煤层段回风大巷为研究对象，采用实验室实验、理论分析、数值模拟及现场实测相结合的方法，研究了复合岩层大巷围岩的变形规律及支护控制技术。
　　首先，通过岩石取样，对现场岩样进行物理力学性能参数测试，结果表明岩石整体强度较低，属于较破碎的软岩。其次，根据理论分析，研究复合顶板变形和破坏规律，以及破碎岩体块裂结构的稳定性条件。并利用FLAC3D数值模拟软件，建立多层复合岩层大巷三维计算模型，模拟大巷在不同断面形状、跨度和高度以及岩层顺序情况下开挖后的变形规律及支护效果。结合数值模拟结果和现场具体条件，制定了支护方案，并在现场进行支护设计及工业性研究。最后，在巷道中布置测站，对最终在现场应用的方案进行追踪监测。监测结果表明，支护巷道的围岩发生了一定的变形，但整体上得到了有效的控制。
　　本文研究方法和研究成果为石拉乌素煤矿多层复合岩层大巷变形及支护提供了理论支持及技术保障，为类似巷道围岩控制提供了科学依据和使用技术手段。

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1绪论

1.1课题内容及意义(The Contents and Meaning of Study)

1.2国内外研究现状(Investigation Status at Present)

1.3研究内容与研究方法(Study Contents and Methords)

2多层复合岩层的赋存特征及力学特性

2.1复合岩层的概念(Concept of Composite Strata)

2.2复合岩层的力学特性(Occurrence Feature of Bedded Composite Rock)

2.3石拉乌素矿煤层大巷复合顶板(Bedded Composite Roof in Shilawusu Coal Mine)

2.4本章小结(Summary)

3多层复合岩层大巷围岩的变形规律

3.1块裂结构巷道围岩的松动特性(Loosening Characteristics of Block Fracture Surrounding Rocks)

3.2数值模拟介绍(Introduction of Numerical Simulation)

3.3模拟结果(Result of Numerical Simulation)

3.4本章小结(Summary)

4多层复合岩层大巷围岩块裂结构稳定性及控制技术4 Stability and Control Technique of Surrounding

4.1块体状态判别方法(Discriminated Method of Block State)

4.2块体状态的判别(Discrimination of Block State)

4.3巷道不同位置块体的稳定性(Stability of Block in Different Position of Roadway)

4.4块裂结构巷道的支护方式(Control Technique of Block Fracture Roadway)

4.5本章小结(Summary)

5多层复合煤层大巷围岩稳定性现场实测

5.1观测内容与观测方案(The Contents and Schemes of Measurement)

5.2大巷围岩变形规律分析(Deformation Law Analysis for Surrounding Rock Stability of Main Road)

5.3回风大巷支护控制效果分析(Supporting Effect Analysis for Surrounding Rock Stability of Main Road)

5.4本章小结(Summary)

6主要结论

参考文献

作者简历

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