我國西部地區(qū)傾斜煤層儲量約占可采儲量的10.1%左右,且煤質(zhì)較好,具有很高的開采價值。但傾斜煤層開采過程中,由于傾角的影響導(dǎo)致巷道圍巖應(yīng)力呈現(xiàn)非對稱分布特征,給巷道的穩(wěn)定性控制和支護工程帶來很大的困難。本文以神華寧夏煤業(yè)集團石炭井焦煤公司石炭井二礦區(qū)工程地質(zhì)條件為背景,采用理論分析、數(shù)值模擬計算、室內(nèi)相似模擬試驗等方法對傾斜煤層直角梯形巷道圍巖應(yīng)力非對稱分布特征進行研究,可為支護方案的選取提供科學依據(jù)。主要的工作和結(jié)論有:(1)通過理論分析可以看出:在傾斜煤層中開挖直角梯形巷道,直角梯形巷道圍巖應(yīng)力分布呈現(xiàn)明顯的非對稱特征,且與煤層傾角的大小、巖體結(jié)構(gòu)和構(gòu)造及地應(yīng)力等因素有關(guān),主要表現(xiàn)為巷道兩幫、頂板及頂角圍巖應(yīng)力分布及變形量有明顯差異,從而導(dǎo)致兩幫發(fā)生非對稱內(nèi)擠、錯位和變形破壞,且出現(xiàn)不對稱底臌現(xiàn)象,導(dǎo)致底板及軌道向一側(cè)偏斜,給巷道的正常使用造成很大的影響。(2)為了進一步分析其非對稱特征,以石炭井二礦區(qū)工程地質(zhì)條件為背景,采用FLAC3D有限差分法,對不同傾角傾斜煤層直角梯形巷道在不同地應(yīng)力條件下的豎直應(yīng)力、水平應(yīng)力、豎直位移、水平位移以及塑性區(qū)等進行研究,結(jié)果表明:傾角越大,非對... 

【文章來源】：西安科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
        1.1.1 研究意義
        1.1.2 工程背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 傾斜煤層圍巖應(yīng)力分布規(guī)律力學機制的研究
        1.2.2 傾斜煤層圍巖應(yīng)力分布規(guī)律數(shù)值模擬的研究
        1.2.3 傾斜煤層圍巖應(yīng)力分布規(guī)律室內(nèi)相似模擬試驗的研究
    1.3 課題研究的內(nèi)容及方法
    1.4 課題研究的技術(shù)路線
2 傾斜煤層巷道圍巖應(yīng)力非對稱分布特征分析
    2.1 傾斜煤層巷道圍巖應(yīng)力非對稱分布特征
        2.1.1 傾斜煤層巷道兩幫圍巖應(yīng)力非對稱分布特征
        2.1.2 傾斜煤層巷道頂板圍巖應(yīng)力非對稱分布特征
        2.1.3 傾斜煤層巷道底板圍巖應(yīng)力非對稱分布特征
    2.2 傾斜煤層巷道圍巖非對稱變形破壞特征
        2.2.1 傾斜煤層巷道兩幫非對稱變形破壞特征
        2.2.2 傾斜煤層巷道頂板非對稱變形破壞特征
        2.2.3 傾斜煤層巷道底板非對稱變形破壞特征
    2.3 傾斜煤層巷道圍巖非對稱變形破壞特征
    2.4 本章小結(jié)
3 巷道圍巖應(yīng)力非對稱特征數(shù)值模擬分析
    3.1 數(shù)值計算
        3.1.1 計算參數(shù)的選取
        3.1.2 計算模型的建立及邊界條件的確定
    3.2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
        3.2.1 巷道豎直應(yīng)力分布特征
        3.2.2 巷道水平應(yīng)力分布特征
        3.2.3 巷道豎直位移分布特征
        3.2.4 巷道水平位移分布特征
        3.2.5 巷道塑性區(qū)的變化
    3.3 本章小結(jié)
4 巷道圍巖應(yīng)力非對稱特征試驗研究
    4.1 相似模擬試驗試驗方案
        4.1.1 模擬試驗相似原理
        4.1.2 試驗的原型條件
        4.1.3 試驗方案設(shè)計
        4.1.4 試驗的模型材料及配比
        4.1.5 試驗設(shè)備
    4.2 模型的制作和測試方案
        4.2.1 模型的制作
        4.2.2 材料力學性能的測定
        4.2.3 測點的布置
        4.2.4 測試方案
    4.3 巷道圍巖應(yīng)力分布規(guī)律分析
        4.3.1 巷道頂板圍巖應(yīng)力分布規(guī)律分析
        4.3.2 巷道兩幫圍巖應(yīng)力分布規(guī)律分析
        4.3.3 巷道四個幫角處圍巖應(yīng)力分布規(guī)律分析
        4.3.4 巷道底板圍巖應(yīng)力分布規(guī)律分析
    4.4 巷道圍巖變形規(guī)律分析
        4.4.1 巷道頂板圍巖位移變化規(guī)律分析
        4.4.2 巷道兩幫圍巖位移變化規(guī)律分析
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]深部傾斜煤層巷道兩幫應(yīng)力特性的研究[J]. 劉建剛,曹安業(yè),郁鐘銘,井廣成,劉洪洋.  中國煤炭. 2016(08)
[2]大傾角煤層圍巖應(yīng)力分布規(guī)律研究[J]. 柳研青,孔朋,高琳.  煤. 2016(06)
[3]特厚傾斜復(fù)合頂板巷道破壞特征與穩(wěn)定性控制[J]. 蘇學貴,宋選民,李浩春,原鴻鵠,李本奎,杜獻杰.  采礦與安全工程學報. 2016(02)
[4]基于相似模擬實驗的采動影響下覆巖移動規(guī)律研究[J]. 張俊文,鐘帥,陳兵.  煤. 2016(01)
[5]采場圍巖應(yīng)力殼對破壞場的影響規(guī)律及應(yīng)用[J]. 王磊,謝廣祥,王金安.  煤炭學報. 2015(09)
[6]急傾斜軟硬互層巷道變形破壞機制及支護技術(shù)研究[J]. 楊帆,陳衛(wèi)忠,鄭朋強,伍國軍,袁敬強,于建新.  巖土力學. 2014(08)
[7]傾斜煤層煤柱覆巖結(jié)構(gòu)特征及應(yīng)力分布規(guī)律研究[J]. 門建光,王碩,袁瑞甫,李小軍,焦振華,彭帥鵬.  煤炭科學技術(shù). 2014(05)
[8]不同煤層傾角錨桿支護巷道圍巖受力特征物理模擬研究[J]. 張向陽,楊科.  煤礦開采. 2014(02)
[9]傾斜煤層軟巖巷道非對稱變形機理分析[J]. 王紅偉,伍永平.  陜西煤炭. 2013(05)
[10]大傾角開采圍巖應(yīng)力特征數(shù)值模擬研究[J]. 程同印.  煤炭與化工. 2013(09)

博士論文
[1]大傾角煤層長壁開采圍巖應(yīng)力演化及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究[D]. 王紅偉.西安科技大學 2014
[2]深部傾斜巖層巷道非均稱變形演化規(guī)律及穩(wěn)定控制[D]. 吳海.中國礦業(yè)大學 2014
[3]大傾角煤層綜采面圍巖活動規(guī)律與支架適應(yīng)性研究[D]. 溫明明.中國礦業(yè)大學（北京） 2014

碩士論文
[1]大傾角綜采面礦壓顯現(xiàn)特征及圍巖破壞規(guī)律研究[D]. 閆化晴.安徽理工大學 2016
[2]大傾角煤層回采巷道圍巖變形特征與支護參數(shù)研究[D]. 祁小虎.西安科技大學 2015
[3]深部緩傾斜軟巖巷道非對稱變形機理及穩(wěn)定性控制研究[D]. 趙飛.太原理工大學 2015
[4]深部巷道圍巖不對稱變形機理研究[D]. 孟龍.安徽理工大學 2014
[5]硬頂條件下煤巷圍巖穩(wěn)定性模擬研究[D]. 姚銳.太原理工大學 2012



本文編號：2929620