石槽村煤矿地应力测试及回采巷道支护研究

发布时间：2020-11-01 12:56

　　本文以宁东矿区石槽村煤矿回采巷道支护问题为背景,通过研究石槽村煤矿巷道围岩赋存状况,掌握开采地质条件,对巷道支护稳定进行评价,并采用合适的支护理论及方法,采用锚杆条带碹支护体系作为石槽村煤矿020203工作面回采巷道的支护方式,以实现石槽村煤矿回采巷道的安全合理支护。主要内容包括:(1)对石槽村煤矿巷道围岩赋存环境及原有钻孔柱状图进行了调查分析,对回采巷道顶板进行了围岩取芯,确定了顶板类型及围岩的物理力学性质,顶板类型属于下软上硬型顶板,顶板岩性以泥岩和砂岩为主,砂岩为含水层。(2)对回采巷道所在区域的地应力进行了测试及分析,并得出了石槽村煤矿两处测点的地应力大小及方向,从地应力测量结果中发现最大应力为水平应力,煤矿主要的运输大巷的布置是与最大水平主应力方向是平行的,布置合理,但是大部分的工作面回采巷道的轴线方向都与最大主应力夹角较大,巷道一侧会出现应力集中现象;(3)针对石槽村煤矿回采巷道的破坏特点,并结合顶板岩性分析及地应力测试结果,应用大型有限差分软件FLAC3D对原有支护形式和锚杆条带碹支护形式进行了比较,认为条带碹支护方式具有支护可靠,围岩应力水平较小的优点,采用锚杆条带碹作为回采巷道的支护方式;(4)对条带碹的支护原理进行了分析,该支护既有柔模条带碹整体支护的刚性,又有锚杆支护的柔性和主动支护的优点,使得围岩和支护体形成了一个柔性稳定体,而且该方式施工快,整体性好,综合考虑石槽村煤矿巷道的地质条件,在顶板泥岩软化,锚杆失去作用的情况下,条带碹支护依然支护效果良好,并对条带碹支护支护参数进行了确定,利用数值模拟验证了支护效果及稳定性。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD353
【部分图文】：

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图 1.1 水压致裂试验压力—时间曲线示意图目前，水压致裂法发展已有 50 多年，国际岩石力学学会也将水压致裂方法作为推荐方法。该技术手段不断升级，我国近几年在此领域也取得了较多的成果。邬爱清[7]等针对滇水饮水工程中大量使用的绳索取芯钻探技术进行了研究，针对实际工程，研究出一种新型的双管水压致裂地应力测试方法及相应的试验测试装置，该方法解决了绳索取芯钻杆难以应用于水压致裂法的难题，并为复杂地质条件下的地应力测试提供了一种新的测试手段。长江科学院水利部岩土力学和工程实验室地应力学科的科研人员[8]研发了一种基于水压致裂法的地应力测试定向装置，该技术打破了传统水压致裂定向装置的局限性，并充分利用了印模器中的压力进行裂缝定向，能准确测定深部岩层的地应力的方位水压致裂法因其简便性和快捷性在实际工程中得到了大量的应用，取得了很多成果张文豪[9]通过水压致裂法对官地煤矿四个煤层的地应力进行了测量并总结出了分布规律，完成了对煤矿原有巷道支护方案的优化，为巷道支护优化提供了可行的思路。牛琳琳等[10]针对核废料预选库的选址问题上，应用水压致裂法测量相关区域的地应力数据，得出了地层较稳定，适宜建设核废料库的结论，并且该实测数据也为我国西部的应力场分布规律研究提供了丰富的且便于参考的数据资料。康红普[11]等针对深部矿井的巷道特

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1 绪论国内外锚杆锚索支护理论研究.1 国外锚杆锚索支护理论（1）悬吊理论悬吊理论最早是由 LouisA.Panek 于 20 世纪 50 年代提出的，其锚固机理是将顶悬吊于稳定岩层上，从而避免软弱顶板的塌落，其中锚杆所受拉力为被悬吊的，但是该理论没有考虑围岩的自承力，将锚固体和岩石分开考虑，该原理适用度范围内有坚硬稳固岩层的顶板，与其原理相同的还有减跨理论。

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