sss寸草塔矿煤巷顶板稳定性及支护参数优化研究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硕士学位论文
寸草塔矿煤巷顶板稳定性及支护参数 优化研究
培养单位：资源与安全工程学院 研 究 生：向秋安 年 级：硕 2007
学科专业：采矿工程 指导教师：马念杰 教授
中国矿业大学（北京） 2010 年 5 月
研究生毕业论文
中国矿业大学（北京） 2010 年 5 月
分类号：TD3码：11413
硕士学位论文
论文题目： 寸草塔矿煤巷顶板稳定性及支护参数优化研究 英文题目： Research on Roof Stability and Support Parameters
Optimization of Coal Roadway in Cuncaota Mine
研 究 生： 向秋安 学科专业：采矿工程 指导教师：马 念 杰 论文完成日期：2010 年 5 月 学位授予日期： 年 级： 硕 2007-1 班 学 号： TSP070102113Q
作者签名：
日期：
.
关于论文使用授权的说明
本人完全了解中国矿业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
（保密的论文在解密后应遵守此规定）
作者签名：
导师签名：
日期：
摘
要
目前寸草塔矿巷道支护均采用锚杆支护， 但是存在支护参数过于保守、 不适应复杂多变 的地质条件等问题。本文通过巷道顶板稳定性研究，找出影响寸草塔矿回采巷道顶板稳
关键词 ： 顶板稳定性 影响因素 支护参数优化
Abstract
At present, anchor bolt has become the main form of support in cuncaota mine roadway, but there are much, such as anchor design parameters are too conservative, not meet complicated and ever-changing geological conditions, and so on. Through roof stability research, identify the main factors of roof stability in cuncaota mine. Based on field testing and monitoring, conduct rock mechanical parameters test, roof strata structure detection, loose coal to help test, deep roof displacement observation, deep displacement roadway observation and anchor cable force monitoring. Based on the measured results and theoretical analys is, the roof can be classified, and the roadway in different types of roof is given different parameters optimization. Compared with the original support programs, the optimized support programs reduce support costs and improve economical efficiency.
研究方向：地下建设工程 职 称：教 授
论文答辩日期：2010 年 6 月
中国矿业大学（北京）
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得中国矿业大学或其他教学 机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
I
4.2.1 测试安排 .......................................................... 36 4.2.2 受力监测分析 ...................................................... 37 4.3 巷道围岩位移监测 ...................................................... 40 4.3.1 测试安排 .......................................................... 41 4.3.2 位移数据分析 ...................................................... 41 5 煤巷锚杆支护参数优化 ............................................................................................................................... 46 5.1 顶板稳定性分类 ........................................................ 46 5.2 支护参数优化 .......................................................... 46 5.3 支护方案比较 .......................................................... 52 6 结论及展望....................................................................................................................................................... 53 6.1 主要结论 .............................................................. 53 6.2 展望 .................................................................. 53 参 考 文 献 ......................................................................................................................................................... 54 致 谢..................................................................................................................................................................... 57
定性的主要因素。 以现场测试与监测为主， 进行围岩力学参数测试、 顶板岩层结构探测、 煤帮松动圈测试、 顶板深部位移观测、 巷道两帮深部位移观测、 锚杆锚索受力情况监测， 根据实测结果结合理论分析，将巷道顶板进行分类，并针对不同顶板类型的巷道给出不 同的支护参数优化方案。与原有支护方案相比，降低了支护成本，提高了经济效益。
Keywords ： roof stability influencing factors support parameters optimization
目
录
1 绪论........................................................................................................................................................................1 1.1 问题的提出 ............................................................. 1 1.2 国内外研究 ............................................................. 1 1.2.1 国内外锚杆支护理论研究现状 ......................................... 1 1.2.2 煤巷锚杆支护参数研究 ............................................... 6 1.3 研究内容与研究方法 ..................................................... 7 2 煤巷顶板稳定性研究.......................................................................................................................................9 2.1 单层岩层的稳定跨距 ..................................................... 9 2.2 回采巷道顶板稳定性影响因素分析 ........................................ 12 2.2.1 岩层特征影响 ...................................................... 12 2.2.2 煤层采动影响 ...................................................... 15 2.2.3 护巷煤柱尺寸 ...................................................... 16 2.2.4 巷道埋深 .......................................................... 18 2.2.5 地下水 ............................................................ 19 2.2.6 岩层垮落角的影响 .................................................. 19 2.2.7 地应力的影响 ...................................................... 20 2.3 小结 .................................................................. 21 3 围岩力学参数测试及顶板岩层结构探测 .............................................................................................. 22 3.1 围岩力学参数测试 ...................................................... 22 3.2 顶板岩层结构探测 ...................................................... 23 3.2.1 实验仪器及测试原理 ................................................ 24 3.2.2 测试安排 .......................................................... 25 3.2.3 观测结果 .......................................................... 25 3.3 小结 .................................................................. 26 4 巷道矿压显现规律研究 ............................................................................................................................... 27 4.1 松动圈测试 ............................................................ 27 4.1.1 松动圈简介 ........................................................ 27 4.1.2 测试原理及流程 .................................................... 27 4.1.3 测点布置 .......................................................... 28 4.1.4 数据结果分析 ...................................................... 29 4.1.5 松动圈测试结论 .................................................... 35 4.2 锚杆锚索受力监测 ...................................................... 36
寸草塔矿煤巷顶板稳定性及支护参数 优化研究
培养单位：资源与安全工程学院 研 究 生：向秋安 年 级：硕 2007
学科专业：采矿工程 指导教师：马念杰 教授
中国矿业大学（北京） 2010 年 5 月
研究生毕业论文
中国矿业大学（北京） 2010 年 5 月
分类号：TD3码：11413
硕士学位论文
论文题目： 寸草塔矿煤巷顶板稳定性及支护参数优化研究 英文题目： Research on Roof Stability and Support Parameters
Optimization of Coal Roadway in Cuncaota Mine
研 究 生： 向秋安 学科专业：采矿工程 指导教师：马 念 杰 论文完成日期：2010 年 5 月 学位授予日期： 年 级： 硕 2007-1 班 学 号： TSP070102113Q
作者签名：
日期：
.
关于论文使用授权的说明
本人完全了解中国矿业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅或借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。
（保密的论文在解密后应遵守此规定）
作者签名：
导师签名：
日期：
摘
要
目前寸草塔矿巷道支护均采用锚杆支护， 但是存在支护参数过于保守、 不适应复杂多变 的地质条件等问题。本文通过巷道顶板稳定性研究，找出影响寸草塔矿回采巷道顶板稳
关键词 ： 顶板稳定性 影响因素 支护参数优化
Abstract
At present, anchor bolt has become the main form of support in cuncaota mine roadway, but there are much, such as anchor design parameters are too conservative, not meet complicated and ever-changing geological conditions, and so on. Through roof stability research, identify the main factors of roof stability in cuncaota mine. Based on field testing and monitoring, conduct rock mechanical parameters test, roof strata structure detection, loose coal to help test, deep roof displacement observation, deep displacement roadway observation and anchor cable force monitoring. Based on the measured results and theoretical analys is, the roof can be classified, and the roadway in different types of roof is given different parameters optimization. Compared with the original support programs, the optimized support programs reduce support costs and improve economical efficiency.
研究方向：地下建设工程 职 称：教 授
论文答辩日期：2010 年 6 月
中国矿业大学（北京）
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得中国矿业大学或其他教学 机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡 献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
I
4.2.1 测试安排 .......................................................... 36 4.2.2 受力监测分析 ...................................................... 37 4.3 巷道围岩位移监测 ...................................................... 40 4.3.1 测试安排 .......................................................... 41 4.3.2 位移数据分析 ...................................................... 41 5 煤巷锚杆支护参数优化 ............................................................................................................................... 46 5.1 顶板稳定性分类 ........................................................ 46 5.2 支护参数优化 .......................................................... 46 5.3 支护方案比较 .......................................................... 52 6 结论及展望....................................................................................................................................................... 53 6.1 主要结论 .............................................................. 53 6.2 展望 .................................................................. 53 参 考 文 献 ......................................................................................................................................................... 54 致 谢..................................................................................................................................................................... 57
定性的主要因素。 以现场测试与监测为主， 进行围岩力学参数测试、 顶板岩层结构探测、 煤帮松动圈测试、 顶板深部位移观测、 巷道两帮深部位移观测、 锚杆锚索受力情况监测， 根据实测结果结合理论分析，将巷道顶板进行分类，并针对不同顶板类型的巷道给出不 同的支护参数优化方案。与原有支护方案相比，降低了支护成本，提高了经济效益。
Keywords ： roof stability influencing factors support parameters optimization
目
录
1 绪论........................................................................................................................................................................1 1.1 问题的提出 ............................................................. 1 1.2 国内外研究 ............................................................. 1 1.2.1 国内外锚杆支护理论研究现状 ......................................... 1 1.2.2 煤巷锚杆支护参数研究 ............................................... 6 1.3 研究内容与研究方法 ..................................................... 7 2 煤巷顶板稳定性研究.......................................................................................................................................9 2.1 单层岩层的稳定跨距 ..................................................... 9 2.2 回采巷道顶板稳定性影响因素分析 ........................................ 12 2.2.1 岩层特征影响 ...................................................... 12 2.2.2 煤层采动影响 ...................................................... 15 2.2.3 护巷煤柱尺寸 ...................................................... 16 2.2.4 巷道埋深 .......................................................... 18 2.2.5 地下水 ............................................................ 19 2.2.6 岩层垮落角的影响 .................................................. 19 2.2.7 地应力的影响 ...................................................... 20 2.3 小结 .................................................................. 21 3 围岩力学参数测试及顶板岩层结构探测 .............................................................................................. 22 3.1 围岩力学参数测试 ...................................................... 22 3.2 顶板岩层结构探测 ...................................................... 23 3.2.1 实验仪器及测试原理 ................................................ 24 3.2.2 测试安排 .......................................................... 25 3.2.3 观测结果 .......................................................... 25 3.3 小结 .................................................................. 26 4 巷道矿压显现规律研究 ............................................................................................................................... 27 4.1 松动圈测试 ............................................................ 27 4.1.1 松动圈简介 ........................................................ 27 4.1.2 测试原理及流程 .................................................... 27 4.1.3 测点布置 .......................................................... 28 4.1.4 数据结果分析 ...................................................... 29 4.1.5 松动圈测试结论 .................................................... 35 4.2 锚杆锚索受力监测 ...................................................... 36