联合布置上行开采上部煤层回采巷道变形特征及控制研究

摘要

本文以淮北矿业（集团）有限责任公司孙疃矿82煤上行开采为研究对象，在综合分析下部10煤联合布置的基础上，从下面几个方面分析上行开采上部煤层回采巷道变形特征及控制技术:从理论方面，研究了上行开采覆岩运移规律和下部采空区形成的应力范围;根据8221回采巷道掘进面距下部采空区的不同距离，运用FLAC3D数值模拟软件研究巷道围岩变形、垂直和水平应力的变化情况，优化了上部8221回采巷道的位置，并揭示了上部8221回采巷道掘进过程中不同区域围岩的变形特征;设计了六组不同的支护方案，从位移、应力和塑性区角度分别对六组方案的支护效果进行分析比较，得出不同方案支护效果排序，并根据矿井实际情况及本着经济合理原则，拟定现场采用锚带网索、U型钢棚联合分段个性化支护方案;将方案实际运用，实测的支护效果表明，巷道的围岩变形能得到稳定的控制，保证了生产安全，可供以后有类似开采情况的矿区借鉴。

目录

声明

摘要

1．绪论

1．1．选题背景及意义

1．2．国内外上行开采研究现状

1．2．1．国外上行开采研究现状

1．2．2．国内上行开采研究现状

1．3．研究内容与技术路线

1．3．1．研究内容

1．3．2．技术路线图

2．联合布置时下部采空区影响边界分析研究

2．1．下部采空区影响边界分析

2．1．1．倾向方向

2．1．2．走向方向

2．2．本章小结

3．优化上部8221回采巷道位置及其稳定性数值分析

3．1．数值模拟与模拟软件简介

3．2．数值模拟模型的创建和模型模拟过程

3．2．1．模型相关参数选择

3．2．2．基本假设与边界条件

3．2．3．模型模拟过程

3．3．1023采空区上覆岩层运移规律

3．4．掘进位置选择对上部8221回采巷道稳定性影响

3．4．1．实验方案设计

3．4．2．实验结果分析

3．5．掘进过程中8221回采巷道围岩力学特征分析

3．5．1．掘进过程中上部8221回采巷道围岩的垂直应力分布云图

3．5．2．掘进过程中上部8221回采巷道应力变化分析

3．6．掘进过程中8221回采巷道围岩破坏场特征分析

3．7．掘进过程中8221回采巷道围岩变形特征分析

3．8．本章小结

4．联合布置上部8221回采巷道支护方案数值分析

4．1．数值模拟方案和计算模型的建立

4．2．各支护方案数值模拟位移分析

4．3．各支护方案数值模拟应力分析

4．4．各支护方案数值模拟塑性区分析

4．5．本章小结

5．上行开采上部8221回采巷道分区控制的现场研究

5．1．孙疃煤矿8221回采巷道支护方案设计

5．1．1．8221回采巷道工程概况

5．1．2．巷道支护方案设计

5．1．3．架棚支护方案

5．1．4．锚带网支护方案

5．2．支护方案现场实施效果监测

5．2．1．观测内容

5．2．2．观测方案

5．2．3．现场观测数据分析

5．3．本章小结

6．结论和展望

6．1．主要结论

6．2．不足与展望

6．2．1．存在不足

6．2．2．展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果