下伏煤层开采前后上覆巷道围岩稳定性研究

作     者：徐佩宽 

作者单位：安徽理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：程桦

授予年度：2014年

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

主      题：地应力 巷道变形 围岩松动圈 有限差分软件 

摘      要：本文以潘三矿17101(3)高抽巷和11-2煤层的开采采场之间的相互关系为研究对象,深入研究了下伏煤层开采前后上覆巷道围岩稳定性影响。 在下伏17101(2)煤层开采过程中,采用激光测距仪、多点位移收敛计和空心包体应力测量计等量测方法,现场测试了17101(3)高抽巷围岩变形、松动圈范围、围岩应力的变化规律,并通过有限差分数值模拟软件FLAC3D对下伏煤层开挖前后上覆巷道围岩应力的模拟,得出了下伏17101(2)煤层的开采对上覆17101(3)巷道的变形和破坏影响程度的大小。通过现场试验得出每个测点都由两个主应力方向接近水平方向,另一个主应力方向接近垂直方向;该矿区的最大主应力大致方向为南偏西25°;测点标高处的竖直约为15.25MPa,最大主应力的平均值为21.62MPa,该矿区的地应力场是以水平构造应力为主。下伏煤层开采后的平均最大主应力为20.87Mpa,与下伏煤层开采前平均最大主应力21.62MPa相比,最大主应力降低了3%,通过FLAC3D模拟得到下伏煤层开采前巷道两侧帮最大主应力平均值为22.17MPa,下伏煤层开采后巷道两侧帮最大主应力的平均值为21.63MPa,最大平均主应力下降了2.4%,与模拟结果基本上相符;巷道顶板下降最大位移为258mm,数值模拟的结果为巷道的顶板位移值为280mm,二者的结果基本上相符;围岩松动圈的最大松动位移为12.9mm。现场测试和模拟结果的对比分析说明下伏煤层的开采对上覆巷道的围岩稳定性影响较大,应该对巷道的支护进行进一步的加固。