无液压支柱在沿空留巷巷旁支护中的实验研究
本文以京西某矿8201工作面为工程研究背景，在充分考虑新改建矿井实际生产、经济等条件较为薄弱的情况下，依据调研结果，8201工作面选取了无煤柱沿空留巷的开采方案，对于提高煤炭资源回收率、降低巷道掘进率、缓解采掘紧张关系和实现矿井的节能减排方面取得显著效果。而沿空留巷技术作为决定方案能否成功实施的关键因素，由巷内支护和巷旁支护两者共同作用而组成。其中巷内支护由于锚网杆索联合支护技术在我国得到良好的应用及发展，已逐渐成熟;而巷旁支护作为沿空留巷技术中的关键部分，其能否适应巷道上方顶板运动规律并能有效控制顶板岩层，将决定着沿空留巷技术的成败。巷旁支护的形式及使用材料很多，本文根据矿井实际的开采条件及经济状况，最终选取无液压支柱作为沿空留巷巷旁支护材料。
现阶段沿空留巷巷旁支护主要采用液压支柱，因其使用方便、护巷效果好等优点被广泛使用。但是当工作面较长需要大量采用时，其成本较大，同时传统液压支柱属于被动支护，支护特性不能较早的体现。那么能否找到一种成本较低，同时又能保证具有良好支护性能的主动支护材料，便是本课题研究的主要内容。本文针对上述问题，提出了无液压支柱巷旁支护方案。该技术选用钢管、混凝土、钢柱等作为支护材料，通过研究其受力性能及其稳定性，来研究无液压支柱应用的可行性。实验室实验及数值模拟试验表明，无液压支柱在沿空留巷巷旁支护中的支护性能良好，其在未来沿空留巷技术发展中具有很大的利用潜能。
本文以无液压支柱支护性能作为研究对象，在前期理论分析、参数计算与设计、实验室试验和数值模拟研究等手段相结合的基础上，对使用无液压支柱支护技术后8201工作面的沿空留巷围岩结构特征及其稳定性、矿压显现规律、沿空留巷采掘技术等方面的变化情况进行了深入的研究和探讨。结果表明，使用无液压支柱支护技术能够有效控制巷道围岩变形，具有良好的巷旁支护效果，同时也能取得较好的经济效果，为8201工作面的安全高效生产提供了技术保障，为其技术革新提供了理论和经验借鉴，达到了矿井的高产高效的要求。
沿空留巷巷旁;无液压支柱;混凝土;钢柱;支护性能;数值模拟
河北工程大学
硕士
采矿工程
杨永辰
2013
中文
TD353;TD822
75
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）