泡沫混凝土卯榫砌块空心墙快速沿空留巷技术

摘要

沿空留巷作为无煤柱开采的关键技术，其技术经济优势显著，推动沿空留巷的进一步发展，对于保障矿井安全生产，提高矿井经济效益，确保煤矿的健康、可持续开采等具有重要的意义。沿空留巷的成功与否，巷旁支护是其关键影响因素之一。本文结合东滩煤矿2号煤层顶板完整稳定垮落及时以及煤层厚度适中的实际条件，研究了泡沫混凝土卯榫砌块空心墙快速沿空留巷技术，论文主要研究内容如下:
　　(1)从沿空留巷围岩移动规律入手，深入分析了沿空留巷的项板破坏规律以及围岩结构特征，指出在支护前期巷旁支护体要具备足够的切顶阻力。同时，巷旁支护体的承载能力达到极限后，仍需具有一定的可压缩量;
　　(2)以化学发泡的方式，通过添加硅灰、矿渣和粉煤灰三种物质与“水泥+细砂”结构体系搭配，进行优化配合比，制备1200kg/m3密度级，单轴抗压强度＞15MPa的泡沫混凝土材料。深入分析混凝土砌块墙的优缺点，设计了卯榫结构砌块墙。墙体各个砌块之间除了有砂浆的粘结之外，再加上横向砌块的连接作用，大大提高了墙体整体性和抗变形能力。另外采用卯榫纵横交错扣接井格砌筑的方式，节约了混凝土材料，降低成本，同时，空心结构可提供底鼓补偿空间，减缓留巷内的底鼓;
　　(3)采用FLAC3D数值模拟软件，深入分析了沿空留巷巷旁支护墙体的受力与变形情况，根据不同推进步距提出不同方案，模拟结果为支护墙的设计提供可参考的依据。
　　(4)在东滩矿进行了工业性试验，矿压观测结果表明:巷道顶板下沉量不大，底臌较严重，墙体局部地方有较大变形，非采帮变形较小;在工作面后方，采动影响的距离大约为200m;接续的3204工作面回采期间由于采空区上覆岩层运动已趋于稳定，矿压显现比3203面回采时要缓和许多。

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

1．3 主要研究内容

1．4 技术路线

2 沿空留巷围岩移动规律及巷旁支护力学分析

2．1 沿空留巷顶板破坏规律

2．2 沿空留巷围岩结构特征

2．3 沿空留巷巷旁支护的力学分析

2．4 本章小结

3 卯榫法泡沫混凝土砌块空心墙沿空留巷技术

3．1 新型轻质高强泡沫混凝土砌块研制

3．2 卯榫砌块空心墙墙体结构研究

3．3 砌块墙的砌筑工艺

3．4 本章小结

4 沿空留巷墙体应力及位移规律数值模拟

4．1 FLAC3D简介

4．2 数值模拟试验

4．3 数值模拟结果分析

5 沿空留巷工程概况及矿压规律

5．1 工作面概况

5．2 沿空留巷矿压观测

5．3 沿空留巷效果分析

6 主要结论与展望

6．1 主要研究结论

6．2 展望

致谢

攻读硕士期间主要成果

参考文献