寺河矿W2301工作面多巷掘进工艺优化设计研究

摘要

对于现代化高瓦斯矿井,由于通风和运输材料等各方面的需要,采准巷道的多巷大断面平行掘进成为势在必行的趋势,但是多巷平行掘进过程中,势必带来应力的叠加和集中现象,导致煤瓦斯突出、巷道顶底板变形、偏帮等现象发生。本论文以寺河煤矿W2301工作面为工程背景,综合运用理论分析,物理实验、数值模拟和现场实测等手段对矿井掘进过程进行模拟计算,分析了相邻巷道在不同的轴向距离、不同的掘进顺序、保护煤柱尺寸等对巷道周围应力的影响范围以及对巷道顶底板变形情况的影响。确定了合理的两巷道轴向之间的距离,在此基础上确定了合理的保护煤柱尺寸,为矿井高产高效生产提供了理论基础。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 引言

1.1 研究目的及其意义

1.2 国内外应力叠加和应力集中现象的研究

1.2.1 国外关于地应力场和保护煤柱留设方面的研究

1.2.2 国内关于地应力场方面的研究

1.3 主要研究内容及技术路线

1.3.1 主要研究内容

1.3.2 技术路线

2 连采连掘工作面应力场及保护煤柱留设理论

2.1 工作面应力场方面的理论概述

2.2 巷道应力场分布的理论研究

2.2.1 单个圆形巷道周围的应力分布

2.2.2 非静水应力状态圆形巷道周边的应力分布

2.2.3 巷道周边有极限平衡区时的应力分布

2.2.4 矩形巷道周边的应力分布

2.2.5 巷道群开掘对应力场的影响

2.2.6 保护煤柱留设分析

3 W2301 工作面物理力学参数测定及煤岩结构探测

3.1 概述

3.2 煤岩样采集

3.3 煤岩样力学参数实验概述

3.4 实验室参数测试

4 连采连掘工作面应力分布及保护煤柱尺寸留设分析

4.1 FLAC~(3D)功能和特性简介

4.2 W2301 工作面概况

4.3 掘进工作面巷道支护技术

4.4 连采连掘工艺简介

4.5 对 W2301 工作面连采连掘工艺进行数值分析

4.5.1 数值计算模型建立

4.5.2 边界条件和载荷条件确定

4.5.3 模拟方案确定

4.6 模拟计算结果分析

4.6.1 两巷道轴向合理距离的确定

4.6.2 工作面掘进真实循环过程的模拟和合理保护煤柱尺寸的确定

5. 保护煤柱受力分析实测数据分析及最终尺寸确定

6 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

作者简历

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