高应力沿空掘巷切顶卸压围岩变形机理及控制研究

发布时间：2025-01-10 22:21

　　近年来,煤炭资源开采深度和强度不断加大,沿空掘巷面临着高应力、强采动和复杂地质环境的诸多挑战,导致矿压显现剧烈、冲击灾害及巷道围岩严重变形等,制约着煤炭资源的安全高效开采。现有的巷道围岩破坏机理及相应理论与控制技术并不能很好地解决深部沿空掘巷围岩失稳难题,深入开展有针对性的研究工作己成为刻不容缓的任务。高应力沿空掘巷切顶卸压围岩变形机理及控制研究,作为解决这一难题实现煤炭资源持续快速发展的重要保障,具有广泛的理论价值和实用意义。本文采用室内试验、理论分析、数值模拟、物理模型实验和现场工业性试验等综合研究方法,从巷道顶板结构运动和围岩稳定控制角度出发,对巷道岩体结构破坏过程,顶板覆岩运移特征、围岩顶板预裂卸压机理、煤柱宽度优化设计、巷道应力分布形态及变形效应等问题进行深入研究,提出了以顶板预裂卸压、垮落岩体填充、煤柱宽度设计为核心的高应力沿空掘巷围岩结构稳定控制体系,得到了以下创新研究成果:(1)获得了煤岩体力学特性参数,揭示了巷道围岩破坏演化过程。巷道顶板浅部岩体破损严重,且多以横向裂隙和岩层错动为主;深部岩体多以纵向裂隙及顶板离层为主。煤层强度低且裂隙发育,煤柱内破裂范围较大,裂隙横向...

【文章页数】：172 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1切顶卸压沿空掘巷示意图

1绪论5于断裂顶板平衡岩梁保护之下的内应力场区。马占国等[110-112]通过建立沿空掘巷围岩结构力学模型，分析了巷道稳定性与影响因素间的相互关系，揭示了综放沿空掘巷围岩变形控制机理。研究发现：对小煤柱侧进行注浆加固，可以在上覆岩层形成超静定悬臂梁结构的条件下，使顶板断裂线位置从....

图1-2技术路线图

1绪论9岩体载荷传递机制，揭示工作面回采过程中采动应力与围岩变形效应之间的演化过程。（5）预裂切顶沿空掘巷来压显现规律及覆岩运动特征采用物理模型实验研究采空区岩体碎胀充填条件下各层位顶板岩体协调变形的主导因素，揭示岩层离层及裂隙发育与开采扰动的相互作用关系，阐释顶板岩层运动对掘巷....

图2-1工作面和巷道布置

2巷道围岩力学特性及破坏特征112巷道围岩力学特性及破坏特征2MechanicalPropertiesandFailureCharacteristicsofSurroundingRockinRoadway本章首先介绍高应力沿空掘巷工程地质概况，通过煤（岩）体基础力学试验获得围岩力....

图2-2巷道原支护方案

博士学位论文12表2-1煤层顶底板岩性特征Table2-1Lithologycharacteristicsofroofandfloorforcoalseam岩性名称平均厚度/m岩性描述砂质泥岩6.4黑灰色，泥质结构，层理发育粉砂岩7.8灰色，主要成分为长石、石英，具有水平层理泥岩....

本文编号：4025511