深部综放大断面沿空掘巷围岩控制理论与技术_孟祥军著_9787502077037

　　《深部综放大断面沿空掘巷围岩控制理论与技术》共八章，第1章阐述了煤炭开采与沿空掘巷围岩的现状及发展方向，并对巷道维护、工作面矿压规律及现有沿空掘巷围岩控制理论与技术进行了介绍。第2章介绍了深部煤层地应力的概念、成因、组成部分及影响因素，并总结了深部煤层地应力分布规律和地应力测量方法。第3章基于弹塑性力学及矿压理论，考虑基础的塑性应变软化，建立了沿空侧向基本顶的双参数弹塑性基础梁模型，采用差分法求解了梁的挠曲线方程，分析了顶板挠度、弯矩及基础反力的变化规律。第4章揭示了深部综放工作面侧向支承压力的分布状态，并分析了侧向内应力场的存在条件及分布规律。第5章模拟了基本顶断裂线位置、巷道宽度、煤柱宽度等对沿空巷道围岩应力和变形的影响规律。第6章针对深部综放大断面沿空掘巷实体煤帮破坏范围大、鼓出严重的难题，提出了一种锚杆、金属网和长锚索联合的实体煤帮加固方法，分析了加固原理，提出了设计方法和控制对策。第7章针对实体煤帮长锚索长度难以确定的问题，研发了一种深部沿空掘巷实体煤侧巷帮锚索支护长度的确定方法，通过钻进煤粉量可以较准确地进行锚索长度的确定。第8章根据深部综放侧向采场顶板结构及支承压力分布的分析，结合大断面沿空巷道的实体煤帮的控制技术，提出了深部综放大断面沿空巷道围岩的控制原理和原则，并针对东滩煤矿1306轨道顺槽进行了设计、施工和监测，取得了良好的支护效果。

　　煤炭是我国的主体能源，且在当前及今后相当长的时期内仍将作为我国的主导能源。但是，我国92%的煤炭开采是井工开采，井下平均开采深度600余米，且以每年8-12m的速度增加，井下煤层赋存及开采条件复杂，煤层地应力显著增大。深部开采面临的高地应力、高地温、高岩溶水压和强烈开采扰动特征，使得采掘工程的地层环境发生明显变化，由此带来诸多深部开采危害，如冲击地压、煤与瓦斯突出、矿井突水、剧烈矿压显现、巷道围岩大变形、不稳定流变、地温升高等，这对深部煤炭资源的安全高效开采造成了巨大威胁。而深部开采巷道由于受到高地应力和采动应力影响，极易诱发冲击地压灾害，造成巷道剧烈变形，制约矿井安全生产。为减少煤炭资源浪费，沿空掘巷技术得到推广应用，但巷道围岩变形明显大于宽煤柱护巷，支护难度显著增大，支护问题尤为突出。如何定量评价深部巷道变形和地应力相互作用关系，揭示长锚索、锚杆对围岩的加固机制是解决深部煤层沿空掘巷支护问题的主要任务，也是一项具有研究意义的重大课题。
　　全书共八章，第1章阐述了煤炭开采与沿空掘巷围岩的现状及发展方向，并对巷道维护、工作面矿压规律及现有沿空掘巷围岩控制理论与技术进行了介绍。第2章介绍了深部煤层地应力的概念、成因、组成部分及影响因素，并总结了深部煤层地应力分布规律和地应力测量方法。第3章基于弹塑性力学及矿压理论，考虑基础的塑性应变软化，建立了沿空侧向基本顶的双参数弹塑性基础梁模型，采用差分法求解了梁的挠曲线方程，分析了顶板挠度、弯矩及基础反力的变化规律。第4章揭示了深部综放工作面侧向支承压力的分布状态，并分析了侧向内应力场的存在条件及分布规律。第5章模拟了基本顶断裂线位置、巷道宽度、煤柱宽度等对沿空巷道围岩应力和变形的影响规律。第6章针对深部综放大断面沿空掘巷实体煤帮破坏范围大、鼓出严重的难题，提出了一种锚杆、金属网和长锚索联合的实体煤帮加固方法，分析了加固原理，提出了设计方法和控制对策。第7章针对实体煤帮长锚索长度难以确定的问题，研发了一种深部沿空掘巷实体煤侧巷帮锚索支护长度的确定方法，通过钻进煤粉量可以较准确地进行锚索长度的确定。第8章根据深部综放侧向采场顶板结构及支承压力分布的分析，结合大断面沿空巷道的实体煤帮的控制技术，提出了深部综放大断面沿空巷道围岩的控制原理和原则，并针对东滩煤矿1306轨道顺槽进行了设计、施工和监测，取得了良好的支护效果。

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