深部不同顶底板岩性下洞空留巷底鼓特征及分类防控

摘要

随着煤炭开采深部的不断增加，沿空留巷围岩变形剧烈，尤其是巷道底鼓量增大，治理困难，严重影响了沿空留巷的稳定性。本文采用理论分析、数值模拟及现场工业性试验等方法对不同顶底板岩性下留巷底鼓进行研究，为不同顶底板条件下的底鼓防控提供理论依据。
　　结合顾桥矿1115(1)工作面地质条件，运用相关力学知识建立深部沿空留巷底板力学模型，并得出底鼓量计算公式。在硬顶硬底、硬顶软底、软顶软底及软顶硬底四种顶底板条件下，通过理论计算和数值模拟计算解析解和数值解，运用单因素分析法，分析留巷底鼓量随巷道宽度、巷道高度、充填体宽度、采高四种因素的变化特征及底鼓主要影响因素。结合以上研究结果，提出不同顶底板岩性下底鼓分类防控措施。
　　将理论成果运用到工程实践，对巷道顶底板及两帮进行综合治理，对底板位移进行观测。现场实测数据表明，针对不同顶底板岩性的底鼓防控措施有效的控制了底鼓量，达到了良好的留巷效果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 问题的提出和研究意义

1．2 研究现状

1．2．1 沿空留巷巷旁充填体合理设计研究现状

1．2．2 沿空留巷覆岩结构稳定性研究现状

1．2．3 沿空留巷巷道围岩控制研究现状

1．2．4 深井沿空留巷底鼓机理与防治技术研究现状

1．3 存在问题

1．4 研究内容

1．5 技术路线

2 深部不同顶底板岩性条件下沿空留巷底鼓机理

2．1 工程背景

2．1．1 顾桥矿1115(1)工作面地质条件

2．1．2 顾桥矿1115(1)工作面工程概况

2．2 沿空留巷底鼓机理

2．3 沿空留巷底鼓量计算

2．3．1 直接底压曲底鼓量

2．3．2 基本底挠曲底鼓量

2．4 沿空留巷底鼓量理论计算分析

2．4．1 不同巷道埋深沿空留巷底鼓量分析

2．4．2 不同巷道宽度沿空留巷底鼓量分析

2．4．3 不同充填体宽度沿空留巷底鼓量分析

2．4．4 不同采高沿空留巷底鼓量分析

2．5 本章小结

3 深部不同顶底板岩性下沿空留巷底鼓数值模拟研究

3．1 数值模拟模型构建

3．1．1 数值模拟方案

3．1．2 模拟参数确定

3．1．3 数值模型的建立

3．2 硬顶软底条件下沿空留巷数值模拟结果分析

3．2．1 沿空留巷巷道埋深对巷道底鼓的影响

3．2．2 巷道宽度对留巷底鼓的影晌

3．2．3 采高对留巷底鼓的影响

3．2．4 充填体宽度对留巷底鼓的影响

3．3 软顶软底条件下沿空留巷数值模拟结果分析

3．3．1 巷道埋深对留巷底鼓的影响

3．3．2 巷道宽度对留巷底鼓的影响

3．3．3 充填体宽度对留巷底鼓的影响

3．3．4 采高对留巷底鼓的影响

3．4 硬顶硬底条件下留巷底鼓特征

3．5 软顶硬底条件下留巷底鼓特征

3．6 本章小结

4 深部不同顶底板岩性下沿空留巷底鼓分类防控措施

4．1 不同顶底板条件下沿空留巷底鼓防控措施

4．1．1 硬顶软底条件下底鼓控制措施

4．1．2 软顶软底条件下底鼓控制措施

4．1．3 硬顶硬底条件下底鼓控制措施

4．1．4 软顶硬底条件下底鼓控制措施

4．2 本章小结

5 现场工业性试验

5．1 软顶软底条件下工业实践

5．1．1 巷道掘进期间锚杆支护方案及参数设计

5．1．2 采动影响期间顶板加强支护

5．1．3 现场工业性试验效果分析

5．2 硬顶软底条件下工业实践

5．2．1 支护方案设计

5．2．2 沿空留巷表面位移分析

5．2．3 沿空留巷效果评价

5．3 小结

6 主要结论与不足

6．1 主要结论

6．2 存在问题

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果