厚層軟弱頂板巷道災變機理及控制技術研究

內容簡介

我國煤層賦存條件較為複雜，厚層軟弱頂板條件所占比重較大，在山西、安徽、河南等省主要礦區均有分布，煤層直接頂多為炭質泥岩、砂質泥岩、炭質頁岩、粉砂岩等，岩石的抗壓強度在5A40MPa，不穩定岩層的厚度在8m以上，有的甚至更大。每年厚層軟弱頂板巷道的開挖和維護工程量龐大，巷道服務期間頂底板變形劇烈，兩幫嚴重收縮，由於巷道頂板的大變形，常常出現錨固層承載性能衰減甚至失效而導致錨固層整體切落坍塌的現象，如何消除冒頂、確保煤巷頂板安全，是進一步發展煤巷錨桿支護的關鍵。

《厚層軟弱頂板巷道災變機理及控制技術研究》以典型的厚層軟弱頂板煤巷為工程背景，圍繞厚層軟弱頂板巷道災變機理與控制技術兩個關鍵問題，綜合運用現場調研、室內測試、數值模擬、理論分析與現場套用等研究方法，分別對厚層軟弱頂板巷道的變形破壞特徵及典型巷道的地質力學特徵、圍岩裂隙演化規律及其能量特徵、巷道災變機理、巷道穩定性關鍵影響因素、圍岩控制技術、巷道安全評價系統等問題開展了系統研究，主要研究成果如下：①採用多參量監測手段得出了厚層軟弱頂板巷道圍岩裂隙演化特徵，建立了軟弱岩層厚度、埋深、水平應力、節理性質等參數與巷道圍岩穩定性的關係。②提出了厚層軟弱頂板巷道穩定性參數敏感性分析方法，得出了圍岩強度、支護強度和巷道尺寸等因素對巷道穩定性的敏感程度。③基於突變級數法對厚層軟弱頂板巷道支護難度進行科學合理的分級歸類；提出離層類指標、變形類指標、支護結構受力指標和鬆動圈範圍指標4大類10項指標，引入層次分析法對巷道安全性進行評判。④基於能量平衡原理，提出實現厚層軟弱頂板巷道安全控制的三大技術途徑：最佳化巷道布置、提高支護延伸量和設定弱結構，出路仍然是發展和創新錨桿支護技術，基本思路是控制頂板的漸進破壞，現場套用效果良好。

圖書目錄

1 緒論

1．1 研究的目的及意義

1．2 國內外研究現狀

1．3 研究內容及技術路線

2 厚層軟弱頂板巷道圍岩地質力學特性

2．1 厚層軟弱頂板巷道變形破壞特徵

2．2 地應力場分布特徵

2．3 煤岩物理力學性能測試

2．4 圍岩結構探測

2．5 本章小結

3 厚層軟弱頂板巷道裂隙演化及災變機理

3．1 裂隙演化的力學機理

3．2 裂隙演化的數值模擬

3．3 裂隙演化的能量特徵

3．4 采動裂隙演化現場實測研究

3．5 考慮損傷的巷道一支護體本構模型

3．6 厚層軟弱頂板巷道災變機理

3．7 本章小結

4 厚層軟弱頂板巷道穩定性關鍵影響因素分析

4．1 厚層軟弱頂板巷道穩定性影響因素敏感性分析

4．2 厚層軟弱頂板巷道頂板穩定性分析

4．3 本章小結

5 厚層軟弱頂板巷道安全控制技術體系

厚層軟弱頂板巷道災變機理及控制技術研究

基本介紹

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