大断面巷道预筑大型砌块墙快速沿空留巷技术

摘要

沿空留巷是提高煤炭采出率、降低巷道掘进率、解决瓦斯与动力灾害的有效手段，也是实现煤炭科学开采重要发展方向。随着矿井向现代化、大型化发展，综采工作面推进速度显著提高，留巷效率业已成为了制约沿空留巷发展与应用的关键因素。然而，现代化矿井中大断面回采巷道以及无轨胶轮车等的运用，也为沿空留巷新技术的发展带来有利契机。本文在深入研究沿空留巷围岩环境特征及围岩稳定性控制机理的基础上，开发了预筑大型砌块墙快速沿空留巷技术。论文主要研究内容如下:
　　(1)通过理论分析和数值模拟对沿空留巷围岩结构、应力分布等围岩环境特征进行了深入研究，分析了沿空留巷围岩稳定性控制机理，提出了沿空留巷围岩稳定性四位一体协调控制技术。
　　(2)在深入分析砌块式墙体巷旁支护承载性能以及沿空留巷巷旁支护参数设计原则的基础上，设计研究了整体组装大型砌块墙式巷旁支护墙体结构，墙体整体性好，稳定性强，并且承载性能良好。
　　(3)开发了大型砌块非采帮采前整体组装成墙，采后推移调整到采帮定位成巷，随后喷浆接顶填缝的预筑大型砌块墙快速沿空留巷技术，该技术预先完成了复杂的墙体构筑工作，简化了采后留巷工序，可实现巷旁支护体的快速构筑，提高沿空留巷速度。
　　(4)研究了大型砌块的制作、运输、摆放及墙体调整等一系列施工工艺和沿空留巷顶板控制方案。砌块预装及推调成巷的施工方法及顺序科学，顶板控制方案合理可靠，保证了预筑大型砌块墙快速沿空留巷技术的顺利实施。
　　(5)在济三煤矿183上04工作面辅助运输巷进行了沿空留巷工业性试验，利用保留巷道顺利完成了183上05工作面的回采，并对留巷效果进行了矿压观测和分析。结果表明:沿空留巷效率大大提高，并且沿空留巷效果良好。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及存在问题

1．3 主要研究内容

1．4 技术路线

2 沿空留巷围岩环境特征与稳定性控制

2．1 工程背景及数值模拟模型

2．2 沿空留巷采场覆岩运动规律

2．3 沿空留巷围岩结构特征

2．4 沿空留巷围岩应力分布特征

2．5 沿空留巷围岩稳定性控制研究

2．6 本章小结

3 大型砌块墙式巷旁支护结构设计研究

3．1 混凝土砌块墙承载性能研究

3．2 巷旁支护参数设计原则

3．3 大型砌块墙体结构设计

3．4 大型混凝土砌块设计

3．5 墙体让压接顶结构设计

3．6 本章小节

4 预筑大型砌块墙快速沿空留巷关键技术

4．1 预筑墙体快速沿空留巷技术原理

4．2 预筑大型砌块墙快速沿空留巷技术施工工艺

4．3 预筑大型砌块墙快速沿空留巷技术顶板控制

5 工业性试验效果分析

5．1 沿空留巷矿压观测目的及方案

5．2 183上04工作面沿空留巷效果分析

5．3 183上05工作面开采留巷复用效果

5．4 沿空留巷效果总结

6 主要结论与展望

6．1 主要研究结论

6．2 展望

致谢

攻读硕士学位期间主要成果

参考文献