煤礦巷道底板沖擊地壓發(fā)生機(jī)理與控制研究.pdf

1、底板沖擊地壓作為沖擊地壓的一種表現(xiàn)形式在沖擊地壓礦井頻繁發(fā)生而目前對(duì)于底板沖擊地壓的機(jī)理研究、針對(duì)性防治措施較為匱乏。論文依據(jù)大量底板沖擊地壓實(shí)例，歸納總結(jié)了底板沖擊地壓發(fā)生特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上建立底板沖擊地壓的層裂結(jié)構(gòu)破壞模型和底板-兩幫工程結(jié)構(gòu)模型。通過(guò)數(shù)值模擬研究，分析了底板沖擊地壓的各種誘發(fā)因素，以此確定了針對(duì)底板沖擊地壓的卸固耦合治理方案，并在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試。論文主要形成了以下研究成果:
　　1)巷道底板層裂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

2、主要取決于底板層裂結(jié)構(gòu)的臨界應(yīng)力值和作用在底板上的動(dòng)靜載荷值的相對(duì)大小關(guān)系，該臨界應(yīng)力值正比于底板層裂結(jié)構(gòu)的彈性模量和底板層裂結(jié)構(gòu)的厚度的平方，而與底板層裂結(jié)構(gòu)跨度的平方成反比;底板沖擊破壞后產(chǎn)生的底板撓曲變形將導(dǎo)致巷道兩幫的破壞，由此引發(fā)巷道圍巖的整體失穩(wěn)。
　　2)誘發(fā)巷道底板沖擊地壓的主要因素是:底板所在煤巖層構(gòu)造應(yīng)力的大小、巷道底煤厚度的大小、巷道底板煤巖體的堅(jiān)硬程度、兩幫的側(cè)向支承壓力大小、動(dòng)載荷強(qiáng)度等;在一定的地質(zhì)條件

3、和動(dòng)力擾動(dòng)下，存在易發(fā)生底板沖擊地壓的底板彈性模量臨界值范圍;隨著巷道側(cè)向支承壓力的增加沖擊顯現(xiàn)強(qiáng)度呈非線性增加;當(dāng)應(yīng)力波振幅增大時(shí)，巷道底板發(fā)生沖擊地壓的危險(xiǎn)性大為上升。
　　3)在采取底板沖擊地壓的卸固耦合措施時(shí)，應(yīng)將底角爆破區(qū)間置于巷幫支護(hù)體的正下方并包含底板水平應(yīng)力峰值區(qū);底板支護(hù)時(shí)，應(yīng)盡可能加大錨索預(yù)緊力。
　　4)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)證明，卸固耦合治理措施可以有效地改善巷道底板煤巖層的應(yīng)力分布狀態(tài)，增強(qiáng)底板層裂結(jié)構(gòu)的承載