大斷面煤層巷道圍巖變形特征與支護(hù)參數(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化礦井高產(chǎn)高效綜合機(jī)械化開采技術(shù)的發(fā)展，煤礦的開采強(qiáng)度與規(guī)模大幅度增加，為滿足礦井通風(fēng)、運(yùn)輸及大型設(shè)備的安裝等要求，巷道斷面越來越大。巷道斷面的增大，給巷道維護(hù)帶來了巨大的困難，嚴(yán)重影響了煤礦安全高效生產(chǎn)。大斷面巷道的支護(hù)技術(shù)已成為一個(gè)亟待解決的問題。
　　 本論文以國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目《厚煤層大斷面快速掘進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)》(項(xiàng)目編號(hào)：2006BAB16802)為依托，以晉城煤業(yè)集團(tuán)趙莊煤礦松軟煤層大斷面巷道支護(hù)問題為背景，綜

2、合運(yùn)用數(shù)值模擬、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)和理論分析等研究手段，就大斷面巷道圍巖破壞機(jī)理及支護(hù)技術(shù)進(jìn)行研究，并針對(duì)趙莊煤礦的具體條件提出了大斷面煤巷的支護(hù)設(shè)計(jì)。
　　 論文取得的主要研究成果如下：
　　 (1)分析了巷道變形破壞的機(jī)理和影響巷道穩(wěn)定性的主要因素，建立了巷道頂板無限長薄板理論模型。基于該模型分析得出：巷道寬度增大，引起巷道頂板彎曲變形，由于受彎曲變形產(chǎn)生張應(yīng)力，頂板受到拉應(yīng)力作用容易引起破壞。
　　 (2)采用數(shù)值模

3、擬技術(shù)，分析了斷面尺寸變化對(duì)巷道圍巖變形、破壞及應(yīng)力分布狀態(tài)的影響。研究表明：巷道斷面增大，圍巖中的應(yīng)力集中程度增加，塑性區(qū)分布范圍增大，相應(yīng)的巷道變形就越嚴(yán)重，巷道的支護(hù)難度加大。
　　 (3)分析論證了錨桿支護(hù)對(duì)大斷面巷道的適應(yīng)性和作用原理，提出了大斷面巷道高預(yù)緊力、強(qiáng)力錨桿、錨索支護(hù)的設(shè)計(jì)對(duì)策：對(duì)于大跨度巷道，錨索支護(hù)具有減跨作用，提出頂板采用高預(yù)緊力強(qiáng)力錨索支護(hù)，以減少巷道的跨度，控制頂板的下沉；對(duì)于高煤幫巷道，巷幫圍巖