沿空留巷顶板断裂机制及矸石充填围岩稳定性研究

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1、国家973项目“煤炭深部开采中的动力灾害机理与防治基础研究’’(2010CB226805)国家自然科学基金项目(51004068)山东省自然科学基金重点项1

2、(ZR．2012EEZ002)教育部博士点基金项目(20123718110013)山东科技大学tc矿山压力与岩层控制’’创新团队基金(2010KYTDl05)沿空留巷顶板断裂机制及矸石充填围岩稳定性研究作者姓名：割篮置专业名称：固笠杰堂指导教师：婆亟壶壑圄毖论文提交日期：论文答辩日期：授予学位日期：入学时间：研究方向：职称：至Q曼圣生鱼旦垄Q曼三生鱼目IllllILllllUIllLllIIIlY2433968ROoFF

3、RACTUREMECHANISMOFGOB．SIDEENTRYRETAININGANDSTUDYoNTHESTABILITYoFWASTEFILLEDSURROUNDINGROCKAdissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTERoFPHILoSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyLiuChangleiSupervisor：ProfessorTanYunliangCollegeofNaturalResourcesandEn

4、vironmentalEngineeringJune2013声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日AFFIRMATIoN司妖需．知％《．

5、≥Ideclarethatthisdissertation，submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymy

6、ownworkunlessreferencedofacknowledge．Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute．Signature：Date：山东科技大学硕士学位论文摘要沿空留巷技术因具有较大的社会效益和经济效益而被广泛应用，而如何有效控制沿空留巷围岩稳定性是能否成功开发该技术的关键，论文基于沿空留巷项板断裂的形式，以围岩应力场、位移场的变化研究为切入点，采用理论分析、数值模拟和现场测试的综合方法，对沿空留巷项板断裂机制及矸石充填围岩稳定性进行了较为系统的分析研究。首

7、先，对沿空留巷沿采空区一侧的顶板断裂机制进行了深入研究，分析了充填体和锚杆的作用机理。结果表明，顶板沿采空区侧的分期活动规律分为以下几个阶段：形成垮落区阶段、一次破断阶段、二次破断阶段和错动离层带形成阶段，在顶板运动的过程当中，充填体和锚杆形成了维护巷道稳定性的有效支护体系，并在不同的阶段起到了不同的作用，在顶板运动的四个不同阶段，充填体所起到的作用分别为：辅助锚杆作用、过渡作用、下缩让压作用、平衡作用，锚杆所起到的作用分别为：悬吊作用、过渡作用、加固作用、互补作用。其次，利用数值模拟软件，分析沿空留巷充填体的宽度以及二次采动对围岩稳定性的影响。结果表明，充填体宽度不能太大，

8、也不能太小，而是存在一个合理的宽度，二次采动对顶底板移近量以及实体煤侧的位移影响不大，主要是对充填体的影响较大，所以该阶段应加大对充填体的维护。最后，以木城涧煤矿三槽西四壁工作面为工程背景，对现场矸石充填沿空留巷的围岩位移、钻孔摄像、顶板离层等进行监测，从而评价矸石充填沿空留巷效果。结果表明，围岩稳定性主要受到一次采动影响较大，二次采动影响较小，矸石充填沿空留巷在三槽西四壁取得了初步成功，工作面沿空留巷整体效果好。所取得的研究成果，在理论研究方面，可以为沿空留巷的研究提供理论基础，为以后更深入的研究提供参考，对完善沿空留巷理论有着重要的理论意义；在实际应用方面，还可以为巷帮充

9、填体设计提供理论依据，有利于改进现有留巷技术，提高沿空留巷的安全性，对于实现煤矿高产、高效、环保的目标有着重要的现实意义。关键词：沿空留巷；顶板断裂机制；作用机理；充填体宽度；二次采动山东科技大学硕士学位论文AbstractABSTRACTGob-sideentryretainingiswidelyusedforthegreatsocialbenefitandeconomicbenefit．Howtoeffectivelycontrolthestabilityofsurroundingrockiscru