沁新煤矿遗留煤柱内沿空留巷围岩控制技术研究

摘要

沿空留巷符合绿色采矿、科学采矿的发展方向，是一项很有前景的技术。遗留煤柱内沿空留巷的围岩受力和变形比较复杂。本文在前人研究的基础上，综合运用理论分析、三维数值模拟计算、和工业性试验相结合的方法，深入的研究了遗留煤柱内沿空留巷的特点，提出了遗留煤柱内沿空留巷围岩控制技术，并指导工程实践应用，取得了如下成果：
　　研究了遗留煤柱内沿空留巷两侧采空时顶板的破断形式，得出了遗留煤柱稳定的条件。利用数值模拟软件分析了不同宽度遗留煤柱两侧采动影响下，煤柱内的塑性区和垂直应力分布情况，从而得出垂直应力呈“马鞍形”分布时遗留煤柱处于稳定状态，此时煤柱宽度为20m。然后通过理论计算的方式验证了20m遗留煤柱的合理性。
　　在合理宽度遗留煤柱条件下，利用数值模拟软件分析了两个工作面回采时，遗留煤柱在超前、滞后采动影响下应力应变演化规律，提出了围岩加卸载原理，为围岩的控制技术提供理论依据。
　　根据遗留煤柱内沿空留巷围岩的加卸载原理，确定采用高预紧力、高强锚杆与锚索支护体系作为沿空留巷的巷内基本支护形式。同时根据沿空留巷围岩的变形规律，提出了沿空留巷段加强支护技术方案，与巷内支护共同维护围岩的稳定性。
　　上述研究成果在沁新煤矿2203工作面运输顺槽获得了成功应用，并为以后相似条件下的沿空留巷技术提供了参考和依据。

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变量注释表

1 绪论

1.1概述（Introduction）

1.2研究现状（Current Research States）

1.3矿井生产地质条件（Support Parameter of Coal Mine）

1.4 主要研究内容及方法（ Research Contents and Research Approaches）

2沿空留巷遗留煤柱合理宽度确定

2.1 遗留煤柱上覆岩层破断特征（Characteristics of Roof Strata Destructionin above the Legacy Pillars）

2.2 不同宽度遗留煤柱的数值模拟研究（Research on Numerical Simulation for Different Width of Legacy Pillars）

2.3遗留煤柱帮稳定性研究（Research on Stability for the Sides of Legacy Pillars）

2.4 本章小结（Brief Summary）

3遗留煤柱内沿空留巷围岩阶段变形规律

3.1 2203 工作面采动期间巷道围岩应力分布及变形特征（ The Roadway Surroundings Distortion and the Change of Stress Field During the 2203 Working Face Mining

3.2 2202 工作面采动期间巷道围岩应力分布及变形特征（ The Roadway Surroundings Distortion and the Change of Stress Field During the 2202 Working Face Mining）

3.3遗留煤柱内沿空留巷围岩加卸载规律（Loading and Unloading Law of the Surrounding Rock of Gob-Side Entry Retaining in Legacy Pillar）

3.4本章小结（Brief Summary）

4遗留煤柱内沿空留巷围岩控制技术

4.1遗留煤柱内沿空留巷巷内支护技术（Roadway-in Support Technology for Gob-side Entry Retaining in Legacy Pillar）

4.2遗留煤柱内沿空留巷巷内围岩支护参数（Roadway-in Support Parameter for Gob-side Entry Retaining in Legacy Pillar）

4.3本章小结（Brief Summary）

5工业性试验

5.1试验巷道生产地质条件（Support Parameter of Experiment Roadway）

5.2试验巷道围岩控制技术方案（Technical Scheme for Experiment Roadway Surrounding Rock Control）

5.3 试验巷道围岩控制效果（ Effect of Experiment Roadway Surrounding Rock Control）

5.4本章小结（Brief Summary）

6主要结论

参考文献

作者简历

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