深井近距离煤层群开采对下伏巷道稳定性影响研究

摘要

随着我国煤炭开采逐渐向深部发展，带来一系列的巷道支护难题，其中深井近距离煤层群开采下底板动压巷道支护问题已成为亟需解决的问题。本文以淮南矿业集团望峰岗煤矿近距离煤层群（8煤层、7煤层、6煤层）以及4煤层回回风平巷道为研究背景，采用实验室相似模拟研究、FLAC3D数值模拟研究以及现场巷道实测的综合研究方法，对近距离煤层群开采对下伏巷道稳定性影响进行了深入的研究。得到了近距离煤层群开采下采场覆岩的应力演化规律，确定了上覆煤层回采工作面前方及采空区后方的动压影响范围;通过数值模拟软件模拟上覆6煤层回采在工作面前方不同水平距离以及采空区后方不同水平距离下对下伏4煤层巷道的稳定性影响;试验表明在上覆6煤层工作面前方90m以外以及采空区后方60m以外下伏4煤层巷道围岩受到动压影响最小;提出了底板动压巷道的围岩锚网索控制技术及相关施工工艺。通过现场实测巷道围岩的变形破坏以及数值模拟软件模拟巷道围岩支护效果表明，支护方案设计合理、有效。研究成果为类似的条件下巷道掘进时机选择及支护参数设计提供参考。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题来源及选题背景

1．2 国内外研究现状

1．3 存在的问题

1．4 论文研究的主要内容

1．5 研究技术路线方法

1．6 理论和应用方面的意义

2 近距离煤层群开采底板应力演化特征

2．1 相似模拟实验原理

2．2 工程地质条件

2．3 相似材料模拟试验的模型设计

2．4 模型各煤层开采过程分析

2．5 不同煤层开采底板应力分布规律

2．5．1 首采(8煤层)底板应力分布规律

2．5．2 二次(7煤层)开采底板应力分布规律

2．5．3 三次(6煤层)开采底板应力分布规律

2．6 本章小结

3 近距离煤层群开采下底板巷道围岩稳定性分析

3．1 数值模拟方法与方案

3．2 距6煤层工作面后方不同距离4煤层巷道围岩应力分布特征

3．2．1 距6煤层工作面后方不同距离4煤层巷道围岩应力场分布

3．2．2 距6煤层工作面后方不同距离4煤层巷道围岩位移场分布

3．2．3 距6煤层工作面后方不同距离4煤层巷道围岩破坏场分布

3．3 距6煤层工作面前方不同距离4巷道围岩应力分布特征

3．3．1 距6煤层工作面前方不同距离4煤层巷道围岩应力场分布

3．3．2 距6煤层工作面前方不同距离4煤层巷道围岩位移场分布

3．3．3 距6煤层工作面前方不同距离4煤层巷道围岩破坏场分布

3．4 本章小结

4 近距离煤层群开采下底板巷道围岩控制技术

4．1 巷道掘进及支护特点

4．2 4煤层巷道掘进时空特征分析

4．3 采动巷道围岩控制方法

4．4 4煤层回风平巷支护方案设计

4．5 底板巷道支护效果数值分析

4．5．1 掘进期间巷道垂直应力特征

4．5．2 掘进期间巷道垂直位移特征

4．5．3 掘进期间巷道围岩塑性区分布

4．6 本章小结

5 矿压显现规律及支护效果实测

5．1 矿压监测目的及内容

5．2 巷道观测结果分析

5．2．1 回风平巷表面位移变化特征

5．2．2 回风平巷锚杆受力分析

5．2．3 回风平巷顶板离层分析

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要的结论

6．2 存在的问题

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果