深井大斷面沿空留巷圍巖穩(wěn)定控制機理研究.pdf

1、煤礦開采向深部發(fā)展和采用大斷面回采巷道是我國煤礦發(fā)展的必然趨勢，而沿空留巷技術(shù)是現(xiàn)代煤礦開采的發(fā)展方向之一，對深井大斷面沿空留巷的圍巖穩(wěn)定機理及其控制技術(shù)開展研究具有重要的理論價值和工程意義。
　　論文主要研究工作和主要研究成果如下:
　　1)通過現(xiàn)場實測、相似模擬與數(shù)值模擬對深井大斷面沿空留巷的礦壓顯現(xiàn)特征進(jìn)行了研究，結(jié)果表明:工作面前方可以劃分為工作面超前影響起始階段與工作面超前影響明顯階段兩個階段;工作面后方可以分成變

2、形增速階段、變形降速階段和變形穩(wěn)速階段三個階段;與淺部小斷面的臥龍湖礦103工作面相比，深井大斷面的顧橋礦1115(1)工作面的各階段影響范圍、圍巖變形量（變形速度）都要大得多;掘巷后和留巷后頂板與實體煤幫的應(yīng)力峰值隨埋深、斷面面積增加而增大，而且應(yīng)力峰值也逐漸遠(yuǎn)離巷道周邊，巷道圍巖變形量、充填體平均垂直應(yīng)力隨埋深、斷面面積增加而增大，說明埋深越大，沿空留巷支護(hù)也越困難，對充填體的強度要求也越高。
　　2)從技術(shù)與地質(zhì)兩方面，對沿

3、空留巷圍巖變形的影響因素進(jìn)行了詳細(xì)分析;然后采用正交數(shù)值模擬方法對影響沿空留巷圍巖變形量的因素進(jìn)行了分析，研究結(jié)果表明:對頂板下沉量影響最大的是采高，其次是煤層硬度和埋深;對底板底臌量影響最大的是直接底硬度，直接底越軟，底臌量就越大;對煤幫水平位移影響最大的是煤層硬度，煤層越軟，煤幫水平位移就越大;對煤幫塑性區(qū)寬度影響最大的因素是煤層硬度，煤層越軟，煤幫塑性區(qū)寬度就越大。
　　3)基于沿空留巷內(nèi)、外層結(jié)構(gòu)的概念，建立了沿空留巷圍巖

4、小結(jié)構(gòu)整體力學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上，分別建立了沿空留巷直接頂、充填體、實體煤幫和底板的力學(xué)模型;根據(jù)直接頂?shù)墓?、能增量平衡關(guān)系式，得到沿空留巷直接頂?shù)姆€(wěn)定性判據(jù)，分析了沿空留巷的直接頂穩(wěn)定性與留巷寬度、巷內(nèi)支護(hù)阻力、巷旁支護(hù)阻力等因素之間的關(guān)系;利用位移變分原理得到沿空留巷的頂板下沉量計算公式，并分析其與留巷寬度、巷內(nèi)支護(hù)阻力、巷旁支護(hù)阻力、煤幫極限平衡區(qū)寬度等因素之間的關(guān)系;根據(jù)直接頂?shù)墓Α⒛茉隽科胶怅P(guān)系式，得到了維持直接頂穩(wěn)定所需的充