【摘 要】
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随着采矿技术的不断发展,在厚煤层生产过程中综合机械化放顶煤开采技术得到了较大范围应用。针对该采煤方法开采特厚煤层,如何提高煤炭回采率同时保证沿空巷道在掘进和工作面回采期间的稳定性一直是采矿研究过程中的课题。因而,研究特厚煤层综放面护巷煤柱的留设宽度及沿空巷道支护技术,对于保障工作面安全高效生产具有重要意义。本论文围绕这一问题,以唐家会煤矿61102特厚综放工作面为背景,采用理论分析、数值计算和现场
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随着采矿技术的不断发展,在厚煤层生产过程中综合机械化放顶煤开采技术得到了较大范围应用。针对该采煤方法开采特厚煤层,如何提高煤炭回采率同时保证沿空巷道在掘进和工作面回采期间的稳定性一直是采矿研究过程中的课题。因而,研究特厚煤层综放面护巷煤柱的留设宽度及沿空巷道支护技术,对于保障工作面安全高效生产具有重要意义。本论文围绕这一问题,以唐家会煤矿61102特厚综放工作面为背景,采用理论分析、数值计算和现场实测综合研究方法,对护巷煤柱稳定性和沿空巷道围岩控制问题进行研究,分析探讨沿空巷道支护方案和支护参数的设计优化,提出沿空巷道围岩补强控制技术。取得了如下成果:1)基于综放开采下沿空巷道上覆岩体结构关键块观点,确定了上覆岩体关键块的特征参数。建立上覆岩体结构稳定性模型,分析了上覆岩体结构在沿空巷道掘进期间和回采后的稳定性。2)修正了基于极限平衡理论的煤体边缘力学方程,建立了采空侧煤柱边缘煤体力学模型,推出煤柱边缘煤体塑性区内应力与煤柱宽度的关系式,提出了合理护巷煤柱宽度计算公式。3)采用数值计算方法研究了不同护巷煤柱宽度条件下巷道围岩应力分布和变形特征,分析了护巷煤柱的承载稳定性以及在掘进和回采不同阶段沿空巷道围岩受煤柱宽度变化的影响规律。4)结合工程背景根据自然平衡拱理论选取了锚杆锚索锚固参数,设计了特厚煤层综放开采巷道支护方案,采用FLAC3D对沿空巷道变形情况进行研究,优化了支护参数。5)根据在巷道掘进及回采期间巷道围岩变形量和锚杆受力情况,分析了巷道围岩控制的有效性。通过系统研究,设计的21m的护巷煤柱与沿空巷道支护方案应用于工程实践,提高了煤层的回采率,并验证了沿空巷道围岩支护设计的合理性。图40表5参62
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