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1、太原理工大學博士學位論文大采高回采巷道圍巖控制技術研究姓名：張緒言申請學位級別：博士專業(yè)：巖土工程指導教師：康立勛;馮國瑞20100401太原理工大學博士研究生學位論文大采高回采巷道圍巖控制技術研究摘要大采高回采巷道由于礦壓顯現(xiàn)劇烈、應力集中系數(shù)大、煤體強度低，巷道兩幫及頂?shù)装逡平看?，變形嚴重，影響了大采高工作面工作效率的發(fā)揮，因而有必要對大采高回采巷道的控制技術進行研究。本文以大采高回采巷道為主要研究對象，采用現(xiàn)場實測、理論分析、數(shù)值模擬等方法，對大采高工作面回采巷道的頂板結構破斷規(guī)律及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律，合理煤
2、柱尺寸問題，兩幫變形特征、影響因素，幫錨桿作用機理，底臌形式、機理及控制途徑進行了研究，在此基礎上對大采高回采巷道的支護技術進行了探索性研究。主要結論如下：（1）通過現(xiàn)場實測揭示了大采高回采巷道圍巖變形的基本特征和規(guī)律。（2）構建了大采高回采巷道上覆巖層的結構模型，并分析了其受力狀態(tài)變化情況，在此基礎上分析了回采巷道上覆巖層的破斷規(guī)律，給出了基本頂回轉巖塊的基本參數(shù)，以及回轉對回采巷道煤柱作用力的計算公式。（3）對動載作用下煤柱的應力狀態(tài)進行分析，在此基礎上給出了基本頂回轉作用下采空區(qū)側煤柱塑性區(qū)的寬度計算公式
3、，彈性區(qū)寬度計算公式，改進了原有的煤柱尺寸計算公式。（4）在現(xiàn)場實測的基礎上，結合理論分析研究了大采高回采巷道兩幫的變形特點、影響因素，分析了幫錨桿（索）的作用機理，給出了通過增加錨桿（索）長度，增強錨固力，加強頂角、底角支護，采用高延伸率、讓壓錨桿（索）+鋼帶+鐵絲網(wǎng)聯(lián)合支護的方式控制大采高回采巷道兩幫變形的途徑。（5）分析了大采高回采巷道底臌的形式及機理，運用數(shù)值模擬的方法研究了底臌影響因素，結合回采巷道特點提出適宜的底臌治理方法。III太原理工大學博士研究生學位論文（6）在上述研究的基礎上，給出了大采高回
4、采巷道的支護原則，并結合趙莊煤礦32053巷道現(xiàn)有支護條件下變形特點及錨桿（索）受力情況，對趙莊煤礦大采高回采巷道現(xiàn)有支護方式進行了改進。綜上所述，本文在理論分析和數(shù)值模擬的基礎上，結合工程實踐，修正了大采高回采巷道支護存在的誤區(qū)，并給出了相應的改進措施，對支護理論的發(fā)展及大采高回采巷道支護設計具有一定的借鑒意義，部分研究成果得到現(xiàn)場實踐的證實。關鍵詞：大采高，回采巷道，頂板結構，塑性區(qū)，底臌，支護技術IV太原理工大學博士研究生學位論文RESEARCHONSURROUNDINGROCKCONTROLTECHNI
5、QUESOFMININGROADWAYSINHIGHMININGLONGWALLFACEABSTRACTThecharactersoftheminingroadwaysunderLargeminingheightonminingpressuresevereappearance，largestressconcentrationcoefficient,lowstrengthandlargeamountofdeformationWhichrestrictstheexertionoftheefficiencyoflar
6、geminingheight.Itisnecessaryoftheresearchesonaroundrockcontroltechniquesofroadwaysunderlargeminingheight.Itadoptstheminingroadwayunderlargeminingheightasthemainobjectofstudyinthispaper.Whichareresearchedontheruptureruleoftheroofstructure,minepressurebehavior
7、,thereasonablesizeofcoalpillar,thedeformationfeaturesandinfluencingfactorsofthewall,actionmechanismofboltinthewall,theformandmechanismandcontroloffloorheavebyusingofthefieldmeasurement,theoreticalanalysis,numericalsimulationandothermethods.Onthisbasis,resear
8、chesonthesupportingtechnologiesofminingroadwaysunderlargeminingheightarestudied.Themainconclusionsareasfollows.(1)Whichrevealsthedeformationcharacteristicsandlawsofminingroadwaysurroundingrockun
