文档介绍：太原理工大学
硕士学位论文
构造破碎带中煤层巷道支护技术研究
姓名:武鹏飞
申请学位级别:硕士
专业:@
指导教师:田取珍
20100301
太原理工大学硕士研究生学位论文
构造破碎带中煤层巷道支护技术研究
摘要
我国有着非常丰富的煤炭资源,但在煤矿地质条件复杂多变的情况下,煤
岩层受地质应力的作用会产生很多断裂、褶曲等构造,而处于这些构造带中的
巷道,由于岩层节理裂隙发育,尤其是层间错动带、断层破碎带、褶皱破碎带
以及受岩浆入侵而形成的挤压破碎带等,这些地带围岩通常比较松散破碎,围
岩的松动范围较大,单纯的采用锚杆支护难以使破碎围岩完全处于受压状态而
形成拱结构,巷道维护困难,此问题一直困扰着矿山巷道的安全及使用。开展
对构造破碎带中煤层巷道支护技术的研究不仅是必要的,而且具有重要的学术
意义和应用价值。
针对破碎构造带的地质条件,以及位于其中的巷道围岩稳定性差的特点,
为了探讨破碎构造带巷道围岩的有效支护技术,提高巷道安全稳定性能,论文
采用理论分析、现场观测、试验、数值计算模拟及工程类比进行研究,并结合
阳泉固庄煤矿 15 号煤层 15704 工作面顺槽破碎构造带地段现状进行了探讨与研
究,所做的主要工作和结果如下:
1. 通过理论分析与研究得:固庄煤矿 15 号煤层 15704 工作面顺槽部分地段
破坏失稳的原因是该段存在向斜的地质破碎构造带,破坏了原岩的整体稳定性,
顶板及围岩较破碎,属于构造应力造成的围岩破碎带中巷道支护问题。建立了
力学模型,认为在该种条件下的巷道支护力学模型是一个大结构套小结构的模
型,现有的锚杆及锚索支护措施已经难以维护巷道的稳定。(大结构指巷道在工
作面推进过程中超前支承压力对该构造带的影响;小结构是指巷道开挖后围岩
I
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自身在构造条件下的稳定性。)
2. 通过理论计算及工程对比研究得:该破碎构造带巷道围岩的松动圈属于
大松动圈,研究决定对该段破碎围岩实行注浆加固措施,并对原有的支护方式
及参数进行合理优化。
3. 通过数值计算及结合工程类比经验,综合考虑巷道所处的破碎构造带地
质特征,确定了在该构造带巷道围岩内注浆的各项参数。
4. 通过实验室岩样力学参数测定及多方案数值模拟试验研究,综合考虑了
顶板下沉与两帮移近、材料消耗、施工量等因素,确定了顺槽巷道的锚杆、锚
索参数。
通过该课题的研究,对处于破碎构造带的巷道围岩稳定性做了进一步的探
讨,并对阳泉固庄煤矿 15 号煤层巷道破碎构造地质条件下的支护做了研究:在
巷道围岩破碎且构造应力大的条件下,应首先加强主动承载功能即围岩的强度;
其次,应优化支护参数;第三,在施工中要求锚杆、锚索预紧力达到设计要求,
并重视其他环节的施工质量;第四,在施工经验和检查与监测资料积累的基础
上,要不断总结经验,进一步完善破碎构造带中的巷道锚固设计方法及支护参
数的选取。
关键词:破碎构造带,支护技术,注浆加固,构造应力
II
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RESEARCH ON ROADWAY SUPPORTING TECHNOLOGY IN THE
TECTONIC STRUCTURE ZONE
ABSTRACT
There are abundant coal resources in our cournty, but coal mine plexed
geological conditions and many coal strata have a lot of fault, fold etc. under the
geological roadway in tectonic belt due to the fractured rock joints,
especially the broken fault belt, layer fault zone, fold and fracture zones and
compressive rupture zone formed by the extrusion of magma intrusion, these zones
are usually made by loose and broken rock. It usually has larger radius, and only by
simple bolting is difficult to make broke