大安山煤礦深部急傾斜軟底煤巷失穩(wěn)機(jī)理與支護(hù)研究.pdf

1、巷道圍巖控制問(wèn)題一直是影響煤礦安全高效生產(chǎn)的主要技術(shù)問(wèn)題之一，尤其是深部高應(yīng)力環(huán)境下，煤礦軟巖巷道支護(hù)問(wèn)題愈加嚴(yán)重。大安山井田褶曲構(gòu)造發(fā)育，地質(zhì)條件復(fù)雜，在急傾斜區(qū)域的煤層底板存在強(qiáng)度低、膨脹性強(qiáng)的泥質(zhì)砂巖層，給巷道支護(hù)帶來(lái)了極大的困難，因此，針對(duì)高應(yīng)力條件下急傾斜硬頂軟底的煤巖結(jié)構(gòu)特征，揭示其失穩(wěn)機(jī)理，建立科學(xué)有效的支護(hù)體系具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　論文主要對(duì)井田地應(yīng)力分布、煤巖物理力學(xué)參數(shù)、底板軟巖礦物組成和膨脹

2、性等特征進(jìn)行了測(cè)試，確定了應(yīng)力場(chǎng)的分布規(guī)律，明確了底板軟巖的成分組成及其強(qiáng)膨脹性特征;通過(guò)相似材料模擬和數(shù)值模擬，得出了軟底急傾斜煤層巷道圍巖應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)的演化規(guī)律，巷道圍巖最大底鼓量隨著應(yīng)力水平的增加呈指數(shù)關(guān)系增長(zhǎng)，并隨著側(cè)壓系數(shù)的增加呈對(duì)數(shù)關(guān)系遞增;巷道圍巖幫部最大位移與應(yīng)力水平呈跳躍式遞增，隨著側(cè)壓系數(shù)的增大，呈對(duì)數(shù)關(guān)系遞增;最大水平應(yīng)力的集中程度隨著應(yīng)力水平和側(cè)壓系數(shù)的增加呈線性關(guān)系增長(zhǎng);對(duì)大安山煤礦急傾斜區(qū)域煤巖進(jìn)行了蠕變實(shí)

3、驗(yàn)研究，選取能夠反映巖石粘彈塑性變形的cvisc模型反映軟巖的蠕變行為，利用MATLAB平臺(tái)，編寫了基于模式搜索和非線性最小二乘算法的參數(shù)辨識(shí)程序，確定了蠕變模型參數(shù)，建立了蠕變參數(shù)與應(yīng)力水平和圍壓的動(dòng)態(tài)模型，獲得了軟巖在不同應(yīng)力水平和圍壓條件下的蠕變演化規(guī)律;給出了基于FLAC3D數(shù)值平臺(tái)的cvisc蠕變差分格式，對(duì)急傾斜軟底煤層巷道蠕變控制效果進(jìn)行了數(shù)值仿真，確定了巷道圍巖合理的支護(hù)阻力和最佳二次支護(hù)時(shí)機(jī);
　　針對(duì)大安山煤礦