【硕士】大倾角中厚煤层软弱顶底板洞空留巷

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内容简介

　　无煤柱开采是国内外大力研究和极力推广应用的一项新技术，其优点可以提高煤炭回收率，减少巷道掘进率，降低吨煤成本，延长矿井服务年限，缓解采掘接替紧张的矛盾，以及对于防止因保护煤柱和丢煤引起的井下灾害等，该类技术的成功研究和应用具有显著的社会经济效益。然而，沿空留巷技术在国内外并未获得广泛推广使用，仅在近水平、缓斜薄及中厚煤层且顶底板条件较好的条件下无煤柱开采技术的研究和应用情况较好，而对于大倾角、急倾斜和其他复杂地质条件下的无煤柱开采技术研究还不成熟。因此开展本项目的研究有着重要的理论意义和工程应用价值。本文以四川达竹煤电集团铁山南煤矿．1113工作面为工程背景，采用理论分析、数值计算分析和现场试验相结合的研究方法，对大倾角中厚煤层综采工作面沿空留巷支护方案进行对比分析研究，提出了合理的巷旁和巷内支护方案。论文　　取得的主要研究成果如下：　　(1)通过分析大倾角煤层开采围岩活动规律以及项板“砌体梁”平衡结构，建立大倾角煤层沿空留巷力学计算模型，为沿空留巷支护设计提供理论依据；　　(2)通过对沿空留巷围岩活动规律以及巷内和巷旁常用支护方式研究，巷内支护采用锚网索(杆)加工字钢联合支护，巷旁支护结合现场实际情况，设计了五种巷旁支护方案，即方案一：巷旁采用巷旁混凝土浇筑支护；方案二：巷旁采用矸石混凝土浇筑支护；方案三：巷旁0．5m处采用单排密集废旧钢轨支柱同时在顶板1m处法向爆破切顶；方案四：巷旁顶板0．5m处800爆破切顶；方案五：巷旁1m处采用单排密集废旧钢轨支柱，利用自然跨落矸石充填；　　(3)采用离散元数值模拟分析软件UDEC，分别对各方案进行数值模拟分析，得出各种支护方案下围岩的变形情况，确定最佳沿空留巷支护方案：　　(4)通过工程实践及矿压观测，得出采用巷内锚网索(杆)加工字钢支护、巷旁采用自然跨落矸石充填支护方案是合理的，沿空留巷成功。　　

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