矸石充填沿空留巷圍巖穩定控制技術研究與應用.pdf

1、本文以關鍵層理論為基礎對煤層開采過程中沿空采場覆巖空間結構的運動以及礦山壓力演化分布規律進行了研究分析，以山東新陽能源有限公司濟陽煤礦2013工作面為工程背景，采用理論分析、數值模擬、現場監測相結合的研究方法，分析采場覆巖隨采動變形破壞機理、破壞過程和特征;以彈性極限平衡理論為基礎提出了充填體合理寬度的計算公式，并討論留巷深度、采煤厚度、接觸面力學性質、巷旁支護阻力等因素對充填體寬度的影響;按照疊加板模型理論，建立了頂板覆巖的支護阻力的

2、計算模型并推導出了簡化計算公式;運用正交實驗并結合數值模擬的研究方法從原始應力、煤層厚度、充填體寬度、頂底板巖性等角度對影響留巷圍巖穩定性的關鍵影響因素進行了正交對比分析，提出了沿空留巷支護結構強化控制理念和基本原則，并總結了控制圍巖穩定性的支護關鍵技術。論文取得了以下成果:
　　(1)隨工作面回采頂板有規律的周期性跨落，巷旁充填體逐漸被壓實由彈性進入塑性狀態;充填體的壓實強度決定了頂板斷裂線的位置和回轉變形的程度，因此盡可能提高

3、充填體承載強度，對穩定頂板巖層，控制巷道變形有重要作用。
　　(2)采用正交試驗方法，通過對影響沿空留巷圍巖穩定性關鍵因素分析研究得出關于矸石充填沿空留巷圍巖穩定性控制的兩點認識:
　?、倏刂撇捎庙肥鳛橄锱猿涮铙w的沿空留巷頂、底板穩定性的關鍵因素是留巷體所處于的原始應力條件，因此要想加強對沿空留巷頂、底板圍巖穩定性的控制，首先要比較精確的掌握留巷體賦存的原始應力狀態。
　?、诳刂七x用矸石作巷旁充填體沿空留巷的實體煤幫

4、和采空側壁的水平收斂的關鍵因素是所選取的充填體寬度。巷旁充填體在經受周期性的回采動壓影響下作為頂板扭轉下沉的支撐點，不僅控制著頂板的下沉扭轉量，而且也承擔著將上部應力傳遞到下部底板的作用，所以對于留巷兩側幫的穩定性控制必須選取合適的充填體寬度，加強巷內支護。
　　(3)總結了控制沿空留巷圍巖穩定性結構的強化技術，其中包括錨桿承載性能強化、留巷破碎圍巖強化和留巷承載結構強化;從強化巷內錨固系統、強化巷旁充填體、強化巷內輔助支護三個方