大斷面煤層巷道圍巖變形特征與支護參數研究.pdf

1、隨著現代化礦井高產高效綜合機械化開采技術的發(fā)展，煤礦的開采強度與規(guī)模大幅度增加，為滿足礦井通風、運輸及大型設備的安裝等要求，巷道斷面越來越大。巷道斷面的增大，給巷道維護帶來了巨大的困難，嚴重影響了煤礦安全高效生產。大斷面巷道的支護技術已成為一個亟待解決的問題。
　　 本論文以國家科技支撐計劃項目《厚煤層大斷面快速掘進關鍵技術》(項目編號：2006BAB16802)為依托，以晉城煤業(yè)集團趙莊煤礦松軟煤層大斷面巷道支護問題為背景，綜

2、合運用數值模擬、現場實驗和理論分析等研究手段，就大斷面巷道圍巖破壞機理及支護技術進行研究，并針對趙莊煤礦的具體條件提出了大斷面煤巷的支護設計。
　　 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，由于受彎曲變形產生張應力，頂板受到拉應力作用容易引起破壞。
　　 (2)采用數值模

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