上行開采上組煤層底板跨采上山合理層位及穩(wěn)定性研究.pdf

1、我國很多礦區(qū)面臨著資源枯竭的問題，為了高效合理地回收剩余資源，大多數(shù)的礦井都優(yōu)先考慮跨上（下）山回采的形式。此方式有助于減少巷道的掘進(jìn)量特別是底板巷道的開掘，從而達(dá)到節(jié)約生產(chǎn)成本的良好效果。然而上（下）山在未受跨采影響時(shí)，巷道維護(hù)狀況良好，一旦受到程度劇烈的跨采動(dòng)壓影響后，巷道維護(hù)變得十分困難。因此，如何控制跨上山巷道圍巖穩(wěn)定性就成為生產(chǎn)過程中亟需解決的問題。
　　作為本文工程研究背景的海孜煤礦83采區(qū)下山巷道受736工作面跨采擾

2、動(dòng)影響，且巷道處在下部10煤回采后的采空區(qū)上方，圍巖外部環(huán)境惡劣。本文采取理論分析、數(shù)值模擬、相似試驗(yàn)及現(xiàn)場實(shí)測等多種方法探究了在下部煤層開采后的采空區(qū)上方，下山巷道的合理布置區(qū)域;跨采時(shí)的多種因素對(duì)巷道圍巖穩(wěn)定性的影響程度，同時(shí)針對(duì)動(dòng)壓巷道的不同變形破壞情況提出了合理的加固措施，并得到現(xiàn)場檢驗(yàn)。本文的主要研究成果如下:
　　(1)通過對(duì)下部10煤開采覆巖破壞的力學(xué)分析和覆巖運(yùn)移規(guī)律的數(shù)值模擬，得出采空區(qū)覆巖“兩帶高度”和卸壓范圍

3、。
　　(2)構(gòu)建采動(dòng)支承應(yīng)力增量力學(xué)模型，分析了超前和側(cè)向支承壓力在底板中的傳播規(guī)律，并依據(jù)塑性理論分析出7煤工作面底板破壞范圍。從巖石強(qiáng)度和支護(hù)結(jié)構(gòu)角度對(duì)圍巖破裂范圍的的主要影響因素進(jìn)行分析，并探討了跨采不同階段巷道變形破壞情況。
　　(3)通過數(shù)值模擬，對(duì)比分析了不同掘進(jìn)位置巷道圍巖的穩(wěn)定性，估測出巷道布置的合理位置。運(yùn)用數(shù)值模擬對(duì)比分析了10煤開采前、后巷道受7煤跨采擾動(dòng)過程中的圍巖穩(wěn)定性影響程度，得出了巷道所處不同

4、空間位置、巷道圍巖的巖性不同以及與周邊巷道的不同位置關(guān)系時(shí)巷道圍巖變形破壞和應(yīng)力分布演化特征。結(jié)果表明:巷道與工作面距離愈近、巷道圍巖巖性愈差、與周邊巷道的相距愈近，巷道圍巖的變形破壞程度愈嚴(yán)重;10煤開采前、后下山巷道受采動(dòng)影響的整體演變規(guī)律基本一致，但10煤開采后應(yīng)力集中較小，而圍巖變形程度較小。通過相似模擬試驗(yàn)進(jìn)一步論證了巷道在7煤跨采時(shí)各種影響因素對(duì)巷道圍巖的作用效應(yīng)。
　　(4)基于理論、數(shù)值分析和相似試驗(yàn)的結(jié)論并結(jié)合現(xiàn)