巷道受采区采动影响的动态响应规律研究

摘要

近几年随着矿山开采规模的不断加大，煤层采动引起的巷道应力重新分布，煤层反复采动对下部巷道的稳定性影响和受采动影响巷道的支护问题已日趋突显。
　　 本文通过北辰-200m运输大巷上部煤层回采后对其引起的采动影响进行分析，通过实验室物理力学实验得出巷道围岩参数，运用FLAC3D数值模拟软件，采用9组不同采高、不同垂距的数值模拟方案进行对比分析，得出了巷道变形与煤层采高和巷道与采煤区的垂距关系，计算结果表明:采高和垂距与巷道的变形量成反比关系，且垂距对变形的影响大于采高对变形的影响;巷道应力的变化是随着煤层开采的推进与远离，有个峰值变化过程，随着煤层回采的远离又逐渐减小;由于巷道倾斜，巷道的塑性区分布特征主要表现在巷道左拱、左帮部及左底角处较为明显，根据巷道的塑性区分布特征可以为巷道支护提供相应的理论依据;倾斜煤层回采过程中，由于巷道与回采煤层间距较小，底板巷道整体隆起。根据现场实际监测结果可以看出，在煤层回采之前，巷道位移同巷道断面移动，随着回采的推进，巷道整体位移都向着采空区方向移动，与数值模拟结果相同。根据数值模拟和现场实测结果，提出了合理的巷道支护方案，并应用于实际工程。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究的主要内容和技术路线

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 技术路线

2 课题研究的基础条件

2．1 工程概况

2．1．1 矿井基本情况

2．1．2 井田基本范围

2．1．3 井田地质与煤层特征

2．1．4 水文地质与开采技术条件

2．1．5 煤矿生产现状

2．2 运输大巷断面形式及位置

2．3 岩石物理力学性能试验

2．3．1 试样采集

2．3．2 试验内容

2．3．3 试验结果

2．4 本章小结

3 受采区采动影响的运输大巷数值模拟研究

3．1 数值分析软件介绍

3．1．1 FLAC3D简介

3．1．2 FLAC3D的主要特点

3．1．3 FLAC3D的应用范围

3．1．4 FLAC3D的不足

3．2 数值计算

3．2．1 研究内容

3．2．2 计算方法

3．2．3 计算方案

3．2．4 数值计算模型及参数

3．3 数值计算结果

3．3．1 前期处理

3．3．2 计算结果

3．4 数值计算结果分析

3．4．1 位移分析

3．4．2 应力分析

3．4．3 塑性区分布特征

3．5 本章小结

4 运输大巷现场监测研究

4．1 监测方法

4．1．1 收敛变形监测

4．1．2 围岩体松动范围监测

4．2 监测断面

4．3 监测结果及分析

4．3．1 围岩与支护收敛变形监测结果

4．3．2 围岩松动圈监测结果

4．4 本章小节

5 受采动影响巷道加固方案评价

5．1 巷道围岩控制理论研究

5．1．1 巷道围岩控制原理

5．1．2 巷道围岩压力及影响因素

5．2 巷道围岩控制方法

5．3 受采动影响巷道加固方案

5．3．1 巷道锚杆支护设计

5．3．2 巷道加固方案

5．3．3 数值模拟结果及分析

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 展望与不足

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果