导　　师： 赵建忠

学科专业： H19

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 太原理工大学

摘　　要： 软岩巷道底鼓机理及控制技术研究长期以来就是采矿岩土领域的难题之一,国内外众多学者已对其进行了大量的研究,并取得了多项显著的成果,但由于巷道围岩条件及应力环境的复杂性和多变形,巷道的底鼓问题在现有理论的基础上往往不能够从根本上解决。另外传统的底鼓治理技术主要是围绕巷道的底板或两帮展开的,忽略了处理顶板对底鼓的控制作用,尤其当顶板岩层中存在一层或数层坚硬岩层时对巷道的底鼓影响程度更大、范围更广。基于此,本文以漳村煤矿为研究背景,运用理论分析、数值模拟和现场试验等手段探讨了煤岩巷道的底鼓机理及其控制对策。具体研究工作及其结果如下：(1)对漳村煤矿2203瓦排巷的工程地质情况进行了现场调研,取样后在实验室对煤岩样的物理力学性质如泊松比、弹性模量、抗压强度等参数进行了测定。通过观测巷道顶板20m范围内岩层裂隙发育情况表明：顶板岩体强度大,围岩结构完整,只有部分地区内出现较大的节理裂隙破碎区。(2)对漳村矿2203瓦排巷底鼓的主要因素如围岩性质、围岩应力状态、支护强度、水理性质等方面进行了分析,得出巷道的底鼓类型为挤压流动性底鼓。运用理论分析对因弹塑性变形、扩容、水和流变引起的底鼓量进行了计算,总结出引起底鼓的主要因素是围岩性质、支护方式和采动影响引起的支承应力,并运用理论研究分析了挤压流动性底鼓的破坏方式。利用土力学和弹塑性力学研究了动压条件下巷道底板的破坏形式。(3)运用Flac3D计算软件对原支护方案、顶板预裂和两帮注浆加固下的巷道进行数值模拟,通过对比不同支护情况下巷道围岩的弹塑性分布区域、应力分布和位移分布,验证了顶板预裂和两帮注浆的防治对策可以有效控制巷道底板的变形和破坏。并对不同宽度煤柱下巷道围岩的变形规律、围岩塑性区分布规律和应力分布情况进行了对比,对煤柱宽度进行了合理的优化。(4)基于漳村煤矿2203瓦排巷的底鼓机理,提出了顶板预裂、两帮注浆和底板加固锚杆的联合支护对策,并运用理论对支护方案参数进行了确定。

关 键 词： 底鼓机理 顶板预裂 两帮注浆 数值模拟 控制对策 瓦排巷

分 类 号： [TD3]

领　　域： [矿业工程]