松软破碎巷道围岩弱结构支护与控制.pdf

分类号分类号TD745TD745TD745 TD745 密密级级 公公开开 U DCU DCU DC U DC 单位代码单位代码 104241042410424 10424 学学 位位 论论 文文 松软破碎巷道围岩弱结构松软破碎巷道围岩弱结构松软破碎巷道围岩弱结构 松软破碎巷道围岩弱结构 支护与控制支护与控制支护与控制 支护与控制 卞卞 西西 春春 申请学位级别申请学位级别硕士学位硕士学位专业专业名名称称采矿工程采矿工程 指导教师姓名指导教师姓名林林 东东 才才职职称称教教授授 山山 东东 科科 技技 大大 学学 二零一零年六月二零一零年六月 论文题目论文题目 松软破碎巷道围岩弱结构支护与控制松软破碎巷道围岩弱结构支护与控制松软破碎巷道围岩弱结构支护与控制 松软破碎巷道围岩弱结构支护与控制 作者姓名作者姓名 卞卞 西西 春春入学时间入学时间 200720072007 2007 年年 9 9 9 9 月月 专业名称专业名称 采矿工程采矿工程研究方向研究方向 采矿方法与工艺采矿方法与工艺 指导教师指导教师 林林 东东 才才职职称称 教教授授 论文提交日期论文提交日期201020102010 2010 年年 5 5 5 5 月月 论文答辩日期论文答辩日期201020102010 2010 年年 6 6 6 6 月月 4 4 4 4 日日 授予学位日期授予学位日期201020102010 2010 年年 6 6 6 6 月月 SUPPORTSUPPORTSUPPORT SUPPORT ANDANDAND AND CONTROLCONTROLCONTROL CONTROL OFOFOF OF SOFTSOFTSOFT SOFT BROKENBROKENBROKEN BROKEN TUNNELTUNNELTUNNEL TUNNEL SURROUNDINGSURROUNDINGSURROUNDING SURROUNDING ROCKROCKROCK ROCK STRUCTURESTRUCTURESTRUCTURE STRUCTURE A A A A DissertationDissertationDissertation Dissertation tedtedted ted ininin in fulfillmentfulfillmentfulfillment fulfillment ofofof of thethethe the requirementsrequirementsrequirements requirements ofofof of thethethe the degreedegreedegree degree ofofof of MASTERMASTERMASTER MASTER OFOFOF OF ENGINEERINGENGINEERINGENGINEERING ENGINEERING fromfromfrom from ShandongShandongShandong Shandong UniversityUniversityUniversity University ofofof of ScienceScienceScience Science andandand and TechnologyTechnologyTechnology Technology bybyby by BianBianBian Bian XichunXichunXichun Xichun SupervisorSupervisorSupervisor Supervisor ProfessorProfessorProfessor Professor LinLinLin Lin DongcaiDongcaiDongcai Dongcai CollegeCollegeCollege College ofofof of NaturalNaturalNatural Natural ResourcesResourcesResources Resources andandand and EnvironmentalEnvironmentalEnvironmental Environmental EngineeringEngineeringEngineering Engineering JunJunJun Jun 201020102010 2010 声声明明 本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文， 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 日期 AFFIRMATIONAFFIRMATIONAFFIRMATION AFFIRMATION I I I I declaredeclaredeclare declare thatthatthat that thisthisthis this dissertation,dissertation,dissertation, dissertation, tedtedted ted ininin in fulfillmentfulfillmentfulfillment fulfillment ofofof of thethethe the requirementsrequirementsrequirements requirements forforfor for thethethe the awardawardaward award ofofof of MasterMasterMaster Master ofofof of EngineeringEngineeringEngineering Engineering ininin in ShandongShandongShandong Shandong UniversityUniversityUniversity University ofofof of ScienceScienceScience Science andandand and Technology,Technology,Technology, Technology, is is is is whollywhollywholly wholly mymymy my ownownown own workworkwork work unlessunlessunless unless referencedreferencedreferenced referenced ofofof of acknowledge.acknowledge.acknowledge. acknowledge. TheTheThe The documentdocumentdocument document hashashas has notnotnot not beenbeenbeen been submisubmisubmi submi ttedttedtted tted forforfor for qualificationqualificationqualification qualification atatat at anyanyany any otherotherother other academicacademicacademic academic institute.institute.institute. institute. SignatureSignatureSignature Signature DateDateDate Date 山东科技大学硕士学位论文摘要 摘摘要要 曹庄煤矿自建矿以来，已生产40多年，上部煤层开采已基本结束，目前剩余储量主 要是10-2煤层，但10-2煤层地质条件差，围岩复杂，顶板为砂岩、薄层煤及9煤的采空冒 落矸石组成的复合顶板。底板为粘土质岩石，性软且遇水膨胀。为了稳定产量，提高效 益，曹庄煤矿对10-2煤层的回采及回采巷道的掘进都进行了改革，回采由原炮采改为整 体悬移支架机械化开采，开采进度有较大提高，为了适应综采的需要，掘进也由原炮掘 改为综掘，为了提高掘进速度、掘进效率及围岩控制程度，改善支护质量，回采巷道支 护由原棚子支护改为锚网梁支护。 曹庄煤矿“松软破碎的巷道围岩弱结构支护与控制”研究的工业性试验选择在西三 采区十层煤东翼第二区段的10603工作面进风巷进行，试验掘进长度640m，在掘进方式、 方法，围岩支护控制以及安全生产管理和劳动组织方面取得了一些有益的经验，保证了 巷道良好的施工质量和围岩控制效果，初步掌握了在复杂围岩条件下锚网梁支护的综合 机械化掘进技术，为10-2煤层综采工作面的准备接替铺平了道路，为肥城矿区10-2煤层的 围岩控制及快速掘进探索了一条新的途径。 关键词关键词破碎围岩，弱结构，支护控制，锚杆支护，综掘。 山东科技大学硕士学位论文摘要 AbstractAbstractAbstract Abstract CaoZhuang Coal mining has produced more than 30 years, the upper coal seam has been completed. The current remaining coal reserve is mainly 10-2coal seam, but geological conditions of 10-2coal seam are poor and rocks are complex, the composite roofs include sandstone, thin coal and waste rock caving after 9 coal seam mined. Rock bottom is clay, and water swelling of soft. In order to stabilize production and improve efficiency, CaoZhuang coal mine had been transed mining 10-2coal seam and the excavation of the roadway. The mining changed by the original blast mining to movable support mechanized mining, so mining progress has improved greatly.In order to meet the need for fully mechanized coal mining, to improve the driving speed, driving efficiency and the surrounding degree of control, to improve the quality of support, the original roadway support in the shed to support steel beam support . Industrial test of “support and control of soft broken tunnel surrounding rock structure” was selected in the East Wing of Western coal mining area of 10 caol , the second section of thelane to 10603 face into the wind, test driving the length of 640 meters, in the tunneling approach, s, rock support control and safety management and labor organization has madesomeuseful experienceto ensure good constructionquality andthe roadway surrounding rock control with which the rock conditions in the complex mesh beam support mechanized excavation technology work for the 10-2Coal Seam surface preparation for taking over, paving the way for Feicheng 10-2seam mining control and fast driving rock to explore a new way. KeywordsKeywordsKeywords Keywords Break rock，weak structure，support control，bolting，fully mechanized. 山东科技大学硕士学位论文目录 目目录录 1 1 1 1 绪论绪论绪论 绪论 1 1 1 1 1.1 课题的提出及研究意义1 1.2 国内外研究现状3 1.3 主要研究内容和方法5 2 2 2 2 地质概况地质概况地质概况 地质概况 8 8 8 8 2.1 矿井概况8 2.2 矿井地质及煤岩层赋存特征9 2.3 掘进面地质概况15 3 3 3 3 非均匀结构松软破碎围岩巷道非均称控制机理研究非均匀结构松软破碎围岩巷道非均称控制机理研究非均匀结构松软破碎围岩巷道非均称控制机理研究 非均匀结构松软破碎围岩巷道非均称控制机理研究 171717 17 3.1 巷道围岩弱结构分类17 3.2 曹庄煤矿 10-2煤层弱结构类型18 3.3 巷道围岩弱结构非均称控制机理19 3.4 巷道围岩弱结构非均称控制的技术途径20 3.5 本章小结20 4 4 4 4 巷道围岩弱结构非均称控制对策巷道围岩弱结构非均称控制对策巷道围岩弱结构非均称控制对策 巷道围岩弱结构非均称控制对策 212121 21 4.1 弱结构巷道围岩与支护的相互作用及合理支护时段21 4.2 弱结构体变形破坏的控制部位22 4.3 岩性弱结构巷道非均称控制23 4.4 曹庄煤矿 10-2煤层不均匀控制策略26 4.5 曹庄煤矿 10-2煤层弱结构支护控制的经济效益分析34 4.6 本章小结36 5 5 5 5 非均匀结构松软破碎围岩巷道综掘技术及应用非均匀结构松软破碎围岩巷道综掘技术及应用非均匀结构松软破碎围岩巷道综掘技术及应用 非均匀结构松软破碎围岩巷道综掘技术及应用 373737 37 5.1 曹庄矿 10-2煤层原掘进技术概述37 5.2 10-2煤层综掘技术的确定40 山东科技大学硕士学位论文目录 5.3 10-2煤层综掘技术工艺过程研究40 5.4 本章小结46 6 6 6 6 主要结论及展望主要结论及展望主要结论及展望 主要结论及展望 484848 48 致致致 致 谢谢谢 谢 505050 50 参考文献参考文献参考文献 参考文献 515151 51 攻读硕士期间的主要研究成果攻读硕士期间的主要研究成果攻读硕士期间的主要研究成果 攻读硕士期间的主要研究成果 555555 55 山东科技大学硕士学位论文目录 CONTENTSCONTENTSCONTENTS CONTENTS 1 1 1 1 IntroductionIntroductionIntroduction Introduction ......................................................................................................1......................................................................................................1........................................................................