矸石充填沿空留巷围岩稳定控制技术研究与应用

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1、论文题目：矸石充填沿空留巷围岩稳定控制技术研究与应用作者姓名：盆玉入学时间：至Q至羔生皇旦专业名称：建箕皇±丕王猩研究方向：缝壹皇芷出垫王王垂指导教师：王洱盟职称：塾攫副指导教师：塞室鏖职称：直绫王程短论文提交日期：论文答辩日期：授予学位日期：StudyandApplicationofTechniqueonStabilityControlofSurroundingRockofPackingUpGoafwithWasteBandADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofth

2、edegreeofMLASTERoFENGINEERINGfromShandongUniversityofScienceandTechnologybyXuFeiSupervisor：ProfessorWangWeimingCollegeofCivilEngineeringandArchitectureMay2013声明本人呈交给山东科技大学的这篇工程硕士学位论文，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徐侈期：川弓．。石．。1

3、Ideclarethatthisdissertation，submittedinfulfillmentoftherequireinentsrortheawar三。fMaster。fEngineeri—ngin．Shand．ongncUednive。rsaictyho。fwS。ceidengec．eTanhdTeechnology,iSwhollymyownworkunlessrelerenceuoiac眦-uwI‘u莓‘_-工I：～documenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyother

4、academIcSignature：Date：

5、1j如}以pf；．Df6_『山东科技大学硕士学位论文摘要本文以关键层理论为基础对煤层开采过程中沿空采场覆岩空间结构的运动以及矿山压力演化分布规律进行了研究分析，以山东新阳能源有限公司济阳煤矿2013工作面为工程背景，采用理论分析、数值模拟、现场监测相结合的研究方法，分析采场覆岩随采动变形破坏机理、破坏过程和特征；以弹性极限平衡理论为基础提出了充填体合理宽度的计算公式，并讨论留巷深度、采煤厚度、接触面力学性质、巷旁支护阻力等因素对充填体宽度的影响；按照叠加板模型理论，建立了顶板覆岩的支护阻力

6、的计算模型并推导出了简化计算公式；运用正交实验并结合数值模拟的研究方法从原始应力、煤层厚度、充填体宽度、顶底板岩性等角度对影响留巷围岩稳定性的关键影响因素进行了正交对比分析，提出了沿空留巷支护结构强化控制理念和基本原则，并总结了控制围岩稳定性的支护关键技术。论文取得了以下成果：(1)随工作面回采顶板有规律的周期性跨落，巷旁充填体逐渐被压实由弹性进入塑性状态；充填体的压实强度决定了顶板断裂线的位置和回转变形的程度，因此尽可能提高充填体承载强度，对稳定项板岩层，控制巷道变形有重要作用。(2)采用正交试验方法，通过对影响沿空留巷围岩稳定性关键

7、因素分析研究得出关于矸石充填沿空留巷围岩稳定性控制的两点认识：①控制采用矸石作为巷旁充填体的沿空留巷顶、底板稳定性的关键因素是留巷体所处于的原始应力条件，因此要想加强对沿空留巷顶、底板围岩稳定性的控制，首先要比较精确的掌握留巷体赋存的原始应力状态。②控制选用矸石作巷旁充填体沿空留巷的实体煤帮和采空侧壁的水平收敛的关键因素是所选取的充填体宽度。巷旁充填体在经受周期性的回采动压影响下作为顶板扭转下沉的支撑点，不仅控制着顶板的下沉扭转量，而且也承担着将上部应力传递到下部底板的作用，所以对于留巷两侧帮的稳定性控制必须选取合适的充填体宽度，加强巷

8、内支护。些丕型茎奎堂堡主兰垡笙茎塑至(3)总结了控制沿空留巷围岩稳定性结构的强化技术，其中包括锚杆承载性能强化、留巷破碎围岩强化和留巷承载结构强化；从强化巷内锚固系统、强化巷旁充填体、强化巷内辅助支护三个方面概括了加强矸石充填沿空留巷围岩稳定性的留巷支护技术。(4)基于数值模拟和现场监测结果，将沿空留巷的围岩变形划分为三个过程：采动影响不明显阶段、采动影响强烈阶段、采动变形稳定阶段。在此基础上，分析了沿空留巷支护机理和开发了巷内支护技术，成功形成了一套针对薄煤层回采沿空留巷矸石充填支护的技术体系。关键词：沿空留巷；矸石充填；充填宽度；支

9、护阻力；数值模拟2山东科技大学硕士学位论文ABSTRACRTABSTRACTInthispaper，themovementofoverlyingmulti—strataspatialstructureand