含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道支护技术研究

摘要

本文针对含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道围岩控制问题，在现场调研、理论分析和数值模拟的基础上，分析了黄泥夹层对回采巷道灰岩顶板稳定性的影响，研究了该类巷道围岩控制问题。
　　论文对黄泥夹层的特性及含黄泥夹层顶板稳定性影响因素进行了分析，依据黄泥夹层所处位置、黄泥夹层层数、黄泥夹层上覆岩层岩性，对含黄泥夹层灰岩顶板进行了分类。分析了含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道顶板受力情况和灰岩顶板离层力学机理。通过建立力学模型进行计算，得出了黄泥夹层下方灰岩的临界安全厚度；运用数值模拟分别研究了不含黄泥夹层灰岩顶板和三类含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道中，黄泥夹层对巷道围岩两帮、顶底板移近量和塑性区等的影响，总结得出了三类含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道围岩变形破坏情况；提出了含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道的围岩控制对策以及支护方案；分析了锚杆钻机的破岩原理，针对含黄泥夹层灰岩顶板钻孔困难的问题，提出该类顶板锚杆钻机的功能要求，并选择合适的锚杆钻机。
　　通过对现场监测数据的收集和整理分析，结果表明，支护方案及参数合理，对控制巷道围岩变形起到了明显的效果，保障了回采巷道的稳定性，可为同类地质条件下的工程提供借鉴和参考。

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摘 要

Abstract

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Contents

1 绪论

1.1 课题的提出及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 灰岩顶板回采巷道的研究

1.2.2 巷道围岩控制及支护理论研究

1.2.2.1 围岩控制理论研究现状

1.2.2.2 顶板离层理论研究现状

1.2.2.3 巷道支护技术研究现状

1.3 课题研究的方法、内容与技术路线

1.3.1 研究方法及研究内容

1.3.2 技术路线

1.3.3 创新点

2 工程概况

2.1 矿井概况

2.2 地层情况

2.3 煤层及顶底板条件

2.4 巷道原支护情况

3 含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道稳定性分析

3.1 K2灰岩黄泥夹层特性

3.2 含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道稳定性影响因素分析

3.3 含黄泥夹层灰岩顶板的分类

3.4 含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道变形破坏情况分析

3.4.1 含黄泥夹层灰岩顶板受力分析

3.4.2 含黄泥夹层灰岩顶板离层力学分析

3.5 黄泥夹层下方灰岩临界安全厚度计算

3.6 本章小结

4 含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道围岩控制数值模拟分析

4.1 数值模拟方法简介

4.2 模型方案的设计

4.3 数值模型的建立

4.4 含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道围岩受力、变形分析

4.4.1 Ⅰ类含黄泥夹层灰岩顶板巷道受力、变形分析

4.4.2 Ⅱ类含黄泥夹层灰岩顶板巷道受力、变形分析

4.4.3 Ⅲ类含黄泥夹层灰岩顶板巷道受力、变形分析

4.5 含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道超前支护分析

4.6 灰岩顶板不含黄泥夹层时巷道围岩受力、变形分析

4.7 不同类型对比分析

4.8 本章小结

5 含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道支护技术研究

5.1 含黄泥夹层灰岩顶板回采巷道主要破坏特征分析

5.2 回采巷道围岩控制原则

5.3 锚杆（索）钻机的选型

5.4 回采巷道支护方案的确定

5.4.1 支护方式选择

5.4.2 支护参数的选择

5.5 工程应用实际效果监测

5.6 本章小结

6 主要结论与展望

6.1 主要结论

6.2 不足及展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间主要成果