五阳矿厚煤层巷道底鼓机制及控制研究
目前，大多数巷道底鼓控制方案仅仅围绕加固巷道浅部岩体或改善其它部位受力环境进行的，较少研究底板中、深部岩体的稳定性对底鼓的影响，特别是对厚煤层底鼓的研究。厚煤层巷道底板在高水平地应力和采动应力双重作用下，破坏范围广、深度大，单一的浅部加固支护方式难以奏效。因此，本文针对五阳煤矿76采区厚煤层专用回风巷道严重底鼓问题，通过现场工程地质调查、底板受力状态理论分析、支护方案数值模拟研究、开采扰动相似材料模拟以及现场工业性试验相结合的方法研究了厚煤层巷道底板的变形特征，分析了单一浅部注浆与中深部注浆支护下的围岩变形规律，揭示了厚煤层巷道底鼓机理。主要结论如下：
(1)建立了厚煤层巷道底板受力模型，计算得到了底板岩体应变分布规律。结果表明，拉应变零点位于底板3.2m左右，拉应变零点以上，岩体主要受水平应力挤压的作用；拉应变零点以下，由于受到移动空间的限制，岩体向深部发生微量变形。
(2)采用弹塑性和应变软化本构模型分别对圆柱形试件进行单轴压缩、拉伸加载试验，结果表明，Mohr-Coulomb弹塑性计算结果与室内普遍试验不符，峰值前具有明显的强化现象。应变软化模型计算结果与实际试验基本一致，加载初期，应力呈为线弹性增加；峰值强度后，试件发生明显应变软化现象。
(3)提出了三种厚煤层巷道底鼓控制方案即锚注支护、U型钢反底拱注浆支护及锚砼浆支护，通过数值计算模拟了不同支护方案的应力场、位移场、围岩塑性区等变化特征，结果表明，后两种支护方案满足工程实践的需要。
(4)底板锚索束注浆量分布特征表明，注浆量与岩体破坏范围呈正比，得出76采区厚煤层专用回风巷道单个钻孔注浆量为16.2m3～28.6m3，为相似条件下锚索束注浆支护工程实践提供经验和依据。
(5)工程试验表明，底板采用锚梁浆支护，巷道两帮相对移近量为327mm，底鼓量为268mm，分别减少了56.5％、83.4％，有效控制了厚煤层巷道底板的较大变形。
底鼓控制;大变形破坏;底板力学模型;锚索束;煤层巷道
河北工程大学
硕士
采矿工程
杨本生
2012
中文
TD823.253
103
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）