告成矿滑动构造影响下三软煤巷支护技术研究

摘要

针对滑动构造影响下三软煤巷支护技术难题,本文选取告成煤矿21051运输巷作为研究对象,采用理论分析、数值模拟、现场实测等研究手段,分析该类巷道采用U型钢棚支护失稳原因,提出棚-杆-索协同支护技术控制该类巷道围岩强烈变形,并进行了现场工业性试验,同时根据现场实测数据分析了棚-杆-索协同支护实际承载效果。
　　首先,对告成矿三软煤层地质构造条件作了概述,分析了滑动构造对三软煤巷围岩稳定性的影响,根据告成矿21051运输巷地质条件和支护条件建立数值模拟模型,研究了三软煤巷采用U型钢棚支护围岩变形规律和支护承载体失稳规律,得出虽然U型钢棚具有较好的护表能力,但是仅采用U型钢棚这种单一的支护形式难以形成承载能力较高的承载结构控制滑动构造影响下三软煤巷强烈持续的大变形。
　　其次,在对原有支护失稳规律分析的基础上提出了棚-杆-索协同支护技术,通过理论分析和数值模拟研究了棚-杆-索协同支护对三软煤巷围岩控制机理,研究表明,预应力锚索能够大大提高巷道围岩稳定性和U型钢支架的承载能力,在此基础上进行锚杆加强支护能够进一步改善围岩物理力学状态,提高围岩自承载能力,锚杆在强化围岩的同时可以在巷道浅部形成压缩拱改善U型钢支架受力,使得支架受力更加均匀合理;随着动压影响下围岩强烈变形,锚杆对围岩的强化作用被削弱,棚-索协同支护形成的支护承载体对围岩变形控制起到主要作用,锚杆仅仅作为补强支护防止高应力作用下三软煤巷浅部破碎围岩的强烈流变。
　　最后,进行了现场工业性试验,跟踪观测了滑动构造影响下三软煤巷采用棚-杆-索协同支护围岩活动规律及棚-杆-索协同支护承载规律。
　　本论文研究成果表明:采用棚-杆-索协同支护后,巷道顶底板移近量为470mm,两帮移近量为265mm,围岩变形得到很好的控制,本论文研究成果对类似条件下巷道支护方式的选择具有重要的指导意义。

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1 绪论

1.1问题的提出及选题意义（ Introduction of the Problem and Research Meaning）

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

1.3 主要研究目标、内容与方法（ Study Target,Content and Technology Routes of Paper）

2工程概况

2.1 告成矿三软煤层地质构造条件概述(Geologic Structure Condition of Three-soft Coa1 Seam in Gaocheng Coal Mine)

2.2 三软煤巷围岩松动圈实测（ The Basic Information of the Roadway Surrounding Rock in Three-soft Coa1 Seam）

2.3三软煤巷工程概况(The Deformation and Failure Characteristics of the Original Supporting)

2.4 本章小结（Brief Summary）

3三软煤巷原有支护失稳原因分析

3.1 原支护巷道变形破坏特征(The Deformation and Failure Characteristics of the Original Supporting)

3.2 三软煤巷原有支护失稳原因分析(Analysis on Failure Reason of Roadway with the Original Supporting)

3.3 本章小结（Brief Summary）

4三软煤巷围岩控制技术研究

4.1棚-杆-索协同支护围岩控制方法(Surrounding Rock Control Method of Three-soft Coa1 Seam Roadway)

4.2掘巷期间围岩控制机理分析(Analysis on Surrounding Rock Control Mechanism during Roadway Driving)

4.3回采期间围岩控制机理分析(Analysis on Surrounding Rock Control Mechanism Influenced by Dynamic Pressure)

4.4 本章小结（Brief Summary）

5现场工业试验5 Industrial Test

5.1 支护技术核心（Idea of the Support Technology）

5.2 棚-杆-索协同支护技术方案(U-shape Steel Frame-bolt-anchor Cable Cooperation Support Program)

5.3施工工艺(Construction Process)

5.4滑动构造影响下棚-杆-索协同支护承载作用分析（The U-shape Steel Frame-bolt-anchor Cable Cooperation Support Bearing Effected Sliding Geological Structure）

5.5支护效果分析（Analysis of the Supporting Effect）

5.6本章小结(Brief Summary)

6结论

参考文献

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