文档介绍：2017-3-6 1阳城煤矿 1304 孤岛工作面沿空顺槽位置及其支护的优化设计答辩人: 倪兴导师: 秦忠诚教授硕士论文答辩专业: 矿业工程 2017-3-6 2 研究背景及意义 23研究的思路及主要内容不足与展望 1目录 2017-3-6 3 回收煤炭资源,提高回采率回收煤炭资源,提高回采率沿空顺槽变形严重,支护困难沿空顺槽变形严重,支护困难矿井的接续紧张问题 1304 孤岛面开采①优化沿空巷道位置②优化巷道支护开发矿井潜力开发矿井潜力一、研究背景及意义 2017-3-6 4 23 1 1304工作面 1304轨道顺槽 1303皮带顺槽 1304皮带顺槽 1305轨道顺槽 3煤 1304轨顺 161 173 1303皮顺 1305采空区 1304皮顺 1305轨顺 222 图 1 1304 孤岛采面平剖面示意图在 1303 、 1305 工作面开采形成的支承压力长期作用下, 边缘部分已经进入塑性状态。塑性区较大、应力集中系数较小,压力影响范围较大。参考 1303 工作面的矿压观测结果,根据以往非孤岛面的经验确定孤岛沿空顺槽位置,缺乏有效的理论依据。主要问题 2017-3-6 5 (1)工程地质情况调研(2)孤岛煤体边缘结构分析、煤柱支护理论(3)数值模拟(4)支护对策研究(5)现场实测二、研究思路及主要内容 2017-3-6 6井田地质调研孤岛面上覆岩层结构研究理论分析数值模拟现场实测煤体支承压力不下同的煤围柱岩宽状度态锚杆支护效果主要结论支护效果监测课题技术路线图课题采用理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法。技术路线如右图: 2017-3-6 7 压力来源:上覆岩层重力和采空区悬跨岩层的部分重力。孤岛煤体边缘结构分析孤岛工作面采空区自重应力区应力增值区图 2 孤岛煤体压力来源示意图 2017-3-6 8 孤岛煤体边缘支承压力的影响因素直接顶板岩性基本顶板岩性上方覆岩坚硬岩层采空区的影响 2017-3-6 9 (1)支撑煤柱(2)屈服煤柱煤柱的相对稳定性低应力区极高应力区高应力区中等及低应力区稳定不稳定屈服煤柱过渡煤柱支撑煤柱煤柱宽度/煤层高度 x /m≈2-5 x /m≈5-8 x /m﹥8 图 4 煤柱宽高比与煤柱稳定性的关系示意图煤柱的受力状态与稳定性 2017-3-6 10 煤柱宽度的理论解 0 0 00 0 1 tan )( ) tan cos ( ln tan????????ppc cmx x m????????????????????????????1 sin 1 tan tan 0 0 sin 2 sin 1000 002 ??????CP CHrx考虑安全系数时需增加的煤柱宽度富裕量, x 3 =(~)( x 1+x 2)x 2x 3x 1 采空区沿空巷道图 5 煤柱最小宽度计算模型煤柱的富余量屈服区的宽度塑性区的宽度煤柱的富余量