一、顶板煤巷锚杆支护大面积冒顶事故原因分析（论文文献综述）
史新帅[1]（2021）在《基于多源信息的深部掘进煤巷冲击冒顶机理试验研究》文中指出针对深部掘进煤巷冲击地压问题日益突出的现状,本文依托国家自然科学基金重点项目“深部开采与巷道围岩结构稳定控制信息化基础理论（51734009）”,国家自然科学基金面上项目“深部掘进煤巷冲击冒顶多尺度效应灾变机理研究（52074259）”,以深部掘进煤巷冲击冒顶灾变为背景,首先采用声-电-波一体化测试装置对煤岩破裂失稳过程中多参量前兆信息同步采集,然后利用自主研发的大尺度三维巷道冲击地压物理模拟试验系统对动静载作用下深部掘进煤巷冲击失稳机理和破坏模式进行研究,最后采用块体离散元数值模拟揭示了冲击荷载作用下巷道围岩细观裂纹扩展演化规律与围岩锚固承载结构的形成演化机理。主要研究内容和成果如下:（1）采用自主设计的声-电-波一体化测试装置对单轴荷载作用下不同煤岩体变形破坏过程中声发射、电阻率、波速等多源信息进行同步采集,深入剖析了煤岩体破裂失稳时声发射振铃计数、b值、超声波波速、视电阻率等前兆信息的内在联系,提出了以BP神经网络为载体,融合声发射、超声波和视电阻率等多源信息的煤岩损伤失稳前兆预警模型。（2）自主研发了大尺度三维巷道冲击地压灾变演化与失稳机理模拟试验系统,通过液压加载施加静荷载模拟初始地应力,采用炸药爆炸施加冲击荷载,从而实现动静荷载的同时施加,融合多种监测手段实现了试样加载过程中多种物理信息的同步采集与相互补充,可用于研究深部巷道冲击地压发生机理,揭示冲击地压强度与抛出围岩量的关系,对研究动静载作用下不同支护巷道的破坏试验能够起到一定的指导作用。（3）利用大尺度三维巷道冲击地压物理模拟试验系统研究了动静载组合作用下不同锚固巷道冲击失稳破坏过程中应力场、变形场、地电场等的响应特征,揭示了不同支护巷道在动静载作用下的冲击失稳机理与破坏模式,建立了动静载下巷道顶板锚固结构失稳判据。（4）基于UDEC块体离散元数值计算方法研究了动静载作用下深部掘进煤巷冲击失稳全过程宏细观破裂演化机制,利用编译的FISH程序对细观损伤裂纹进行记录和追踪,获得了冲击荷载作用下巷道围岩细观裂纹扩展演化规律,揭示了动载作用下巷道围岩锚固承载结构的形成演化机理,系统分析了支护方式、初始地应力、动载强度等对巷道冲击失稳的影响,对不同工况下巷道冲击失稳过程中应力场、位移场、裂纹场演化规律进行对比分析,从细观层面揭示了深部掘进煤巷冲击失稳机理。（5）针对深部掘进煤巷提出了“监测预警+主动防控”的冲击地压综合防控策略。采用多元耦合分析对深部掘进煤巷冲击失稳危险程度进行综合评价,并根据冲击危险程度对不同掘进煤巷采取分类防冲支护措施,为深部掘进煤巷冲击地压灾害防治提供参考。该论文有图112幅,表15个,参考文献199篇。
靖洪文,吴疆宇,尹乾,史新帅,赵振龙[2]（2020）在《动载扰动下深部煤巷冲击冒顶的颗粒流数值模拟研究》文中研究说明为研究动载扰动下深部煤巷冲击冒顶的致灾机制,以山东龙郓煤业冲击冒顶巷道为工程背景,基于颗粒流软件PFC2D建立了锚杆索锚固巷道围岩结构的"两介质–四界面"模型,模拟再现高应力和动载扰动耦合作用下煤巷冲击冒顶全程的细观结构演化特征。分析冲击荷载对不同支护方案巷道围岩位移场、力链场、裂纹场、破坏模式、顶板动能演化和顶板接触应力的影响规律,从细观层面揭示冲击地压下煤巷锚杆索的锚固及失效机制。结果表明:深部煤巷在高应力和动载扰动的耦合作用下,煤岩体内积聚的高弹性能瞬间释放,致使锚杆索与煤岩体间的力链断裂,呈断续力链分布特征。断续力链破坏和集中力链分布区丧失,导致锚杆索锚固失效,诱发冲击冒顶事故。锚杆索锚固界面容易萌生拉剪裂纹,并表现出突发性积聚,致使锚索顶端发育的拉剪裂纹扩展贯通,形成明显的裂隙离层。在界面剪应力和锚杆–煤岩组合体拉应力的叠加作用下,顶板锚索在煤层与直接顶界面处更容易发生破断,且该破断位置积聚了大量拉剪裂纹。锚杆的作用在于与锚固区内煤岩形成具有完整力链的锚杆–煤岩组合承载结构,确保表层围岩的完整性、承载能力和抑制锚固区内拉剪裂纹的发育。锚索的作用在于与顶板坚硬岩石形成稳定的力链集中区域,将表层围岩悬吊至顶板坚硬岩层,防止表层围岩的冒落。据此提出了强化表层围岩完整性和承载能力以及优化锚索的破断极限的支护原则,为深部煤巷防治冲击冒顶提供了新思路。
谢正正[3]（2020）在《深部巷道煤岩复合顶板厚层跨界锚固承载机制研究》文中研究表明随着国家煤炭开采重心向资源禀赋好、开采条件好的西部地区转移,这一地区深部开采已成必然趋势。基于工程因素的考虑,煤巷高度一般小于工作面采高,造成煤岩复合顶板巷道在我国西部,尤其是鄂尔多斯地区越来越常见。由于深部煤层强度低、节理发育,造成煤层碎胀变形严重,顶煤易与直接顶产生离层变形,且煤帮易发生大范围劈裂破坏,给巷道维控带来极大困难。与此同时,西部地区采煤装备的迅速发展全面推进了综采技术的进度,而对应的综掘技术发展相对滞后,采掘接续高度紧张,再次加重了煤巷的控制难度。所以煤岩复合顶板巷道控制难度大、掘进效率低的问题一直困扰着西部地区矿井的安全高效生产,研究深部巷道煤岩复合顶板变形破坏机理及高效控制技术,对破解围岩控制和掘进效率相制约的难题具有重大意义。本文主要以西部地区葫芦素煤矿煤岩复合顶板巷道为工程背景,针对巷道安全性差和支护效率低的科学问题,采用现场实测、实验室实验、数值计算、理论分析、相似模拟、材料研发和现场试验相结合的研究方法,多角度分析了煤岩复合顶板分层渐进垮冒规律,揭示了煤岩复合顶板厚层跨界锚固机理,阐明了复合顶板厚层锚固系统承载和破坏机制,创新了煤岩复合顶板跨界长锚固柔化结构,取得如下主要研究成果:（1）揭示了煤岩复合顶板巷道变形破坏特征。通过现场测试分析,最大水平主应力高达22.33 MPa,煤层和直接顶孔裂隙发育,尤其是煤层分布着大量横纵交错的微裂隙,造成煤体和直接顶抗压强度仅为10.8 MPa和32.1 MPa,是煤岩复合顶板离层破坏的内在原因;巷道跨度为5.4 m、锚杆初锚力仅为26 k N,锚杆锚固深度为2.1 m,无法遏制巷道围岩的初始变形和后期持续变形,是煤岩复合顶板巷道变形失稳的外在原因。（2）阐明了煤岩组合试样力学特性差异及能量耗散过程。由实验室实验分析,随着煤样高度增加,组合试样应变增高区范围越大,发生局部应变突变的可能越大,使得试样的力学性能参数越小。能量耗散过程证明了能量演化以弹性应变能为主,占总能量的81%～98.3%,当超过峰值强度这一关键节点后,煤样弹性应变能迅速释放,促使岩样在交界面萌生裂隙,并进一步引起裂隙的扩展与贯通,造成组合试样的拉剪破坏。解析了巷道开挖释放的弹性变形能是浅部顶煤变形与裂隙发育的主要因素,及时强力支护可使微裂隙重新闭实,遏制消耗能的增加,恢复巷道围岩相对的能量平衡。（3）发现了应力释放过程中煤岩复合顶板巷道渐进破坏规律。由离散元模拟分析,随着应力逐渐释放,煤岩复合顶板变形呈阶段性渐进增长,顶煤最先离层断裂,后引起直接顶分层破坏,顶板最终呈“三角”型整体垮冒,揭示了顶煤是诱发围岩发生整体性变形和渐进失稳的主要因素,指出了抑制顶煤裂隙扩展与贯通是控制煤岩复合顶板渐进破坏的关键;同时阐明了围岩变形量和顶板裂隙数量与煤层厚度具有较强的正相关,顶煤厚度变厚加大了巷道的控制难度。（4）解析了煤岩复合顶板厚层跨界锚固原理。根据模拟计算分析,锚杆长度的增加根本上改变了顶板变形方式,由大范围“三角”型断裂式下沉变为小范围“圆弧”型均匀式下沉;同时缩小了裂隙扩展范围,由广泛分布在锚杆锚固区内外,再到最深分布在锚杆端头区域,最后仅存在于锚杆锚固区浅部;揭示了锚杆端头损伤区随着锚杆长度增加发生上移并渐进弱化的厚层跨界锚固原理。（5）研发了顶板厚层锚固系统并提出了跨界长锚固技术。根据理论分析,利用长锚杆在顶板构建水平、垂直方向上均能实现应力连续传递的厚层稳态岩梁,这是厚层锚固系统的内涵,具有抗弯刚度大、裂隙化程度低和锚杆支护效率高的特点;验证了厚层跨界锚固下强力护表可有效抑制张拉裂隙的数量,由占比34.9%降低至20.5%,顶板应力实现连续化传递,同时缓解作用到煤帮的压力,双向优化顶帮控制,有利于巷道长期稳定。（6）确定了煤岩复合顶板厚层锚固承载作用机制。由相似模拟分析,高预应力柔性长锚杆构建了高强度和高刚度的顶板厚层锚固结构,充分调动顶板更深处围岩参与承载,降低了顶板应力释放幅度,提高了巷道抗变形能力;锚杆初始预紧力越高,锚杆反应越灵敏,对围岩的支护作用越及时,进而抑制裂隙的扩展。经冲击动载实验表明,顶板薄层锚固结构被强动载瞬间冲垮,呈整体“刀切”型破坏,而厚层锚固结构具有较强的抗冲击特性,其巷帮先被冲垮带动顶板发生“扇形”整体性下沉,围岩完整性得到有效保持,确保了煤巷的安全。（7）研制了不受巷高限制且实现旋转式快速安装的柔性锚杆。经多工况实验分析,确定了影响柔性锚杆力学性能的锁紧套管参数,锚杆峰值力超过330 k N,延伸率达到5%,具有良好的承载能力和延展性能;揭示了柔性锚杆在长期载荷和循环载荷作用下的力学特征和破坏机制,验证了柔性锚杆在不同淋水环境、不同安装角度等特殊井下环境的可靠性,并在三种复杂条件巷道中进行了推广应用。（8）在葫芦素和门克庆煤矿两个典型煤岩复合顶板巷道中开展厚层锚固系统的工程验证,巷道掘进速度提高了60%,尤其是门克庆煤矿,创下了深井大断面煤岩复合顶板巷道单巷单排单循环月进1040 m的掘进纪录;同时,显着提升了巷道控制效果,将顶板裂隙降至0.8 m以内,煤帮变形也得到根本改善,为类似条件巷道的推广应用提供了有力参考。该论文有图159幅,表28个,参考文献175篇。
杨亚威[4]（2020）在《多孔洞岩溶区软泥入侵复合顶板回撤通道支护技术研究》文中指出永聚煤业10#煤层顶板为坚硬的石灰岩,顶板岩层内存在大量孔洞,局部存在软泥入侵,采煤工作面回撤期间撤架通道数次出现冒顶、压架事故,造成很大的经济损失且存在安全隐患,永聚煤业10#煤层大断面回撤通道的支护在其它矿区开采过程中均没有可借鉴的经验,为避免工作面装备搬撤期间发生压架、漏顶等事故影响矿井安全生产,需要对该问题进行系统研究。本文以永聚煤业10#煤层综采工作面大断面回撤通道为工程背景,通过实地调研、理论分析、数值计算、数值模拟及现场工程实践等方法,系统研究了多孔洞复合顶板条件下大断面回撤通道的变形破坏规律,揭示围岩失稳变形的机理,据此提出以保证顶板整体性、完整性为核心的支护理念,设计以高强预应力锚杆、中空注浆锚索、单体柱+π型梁为主导的围岩控制技术,主要得到以下成果:多孔洞复合顶板回撤通道围岩典型破坏特征为:顶板表面岩层坚硬且裂隙发育破碎,冒顶事故频发,顶板大面积冒顶或沿煤帮切落式垮落造成压架事故;帮部煤体松软破碎,片帮明显。通过顶板钻孔窥视表明:顶板岩层0～4 m内,裂隙发育,存在轻微离层;顶板岩层4～8 m内溶洞发育,存在大量孔洞,岩体节理、裂隙充分发育,强度低,松散破碎;深度8 m及以上顶板岩层,岩体坚硬完整。永聚煤业10#煤层顶板岩层4～8 m内岩石质量指标（RQD值）约为深度8m以上岩层的三分之一,约为深度0～4 m岩层的二分之一,且该区域岩样的抗压强度、抗拉强度均明显低于0～4 m和8～13 m范围内的岩样,孔洞发育导致岩体的完整性、连续性、整体性大幅度降低。永聚煤业10#煤层回撤通道顶板悬臂梁长度11.3 m,顶板不稳定岩层的深度小于12 m,回撤通道顶板支护的对象为均厚12.79 m的石灰岩基本顶。石灰岩内孔洞发育区存在多个孔洞和多组结构面,使该区域岩体的强度、自稳及承载能力大幅度降低。初步提出孔洞发育顶板回撤通道围岩失稳机理:回撤通道开挖后,顶板浅部岩层裂隙延展发育,孔洞发育区内节理、裂隙扩展发育,进一步增大顶板不稳定岩层的深度,顶板完整性、整体性不断降低,孔洞发育区岩层易出现较大离层,逐渐发展为冒顶或大面积切落式垮落,造成压架事故。采用FLAC3D数值模拟软件模拟分析孔洞发育对回撤通道围岩稳定性的影响,结果表明,顶板孔洞发育层位越浅,对于巷道围岩稳定性影响越大;孔洞分布层位上部岩层和下部岩层相向移动,孔洞围岩受剪破坏明显;孔洞分布密度越大,顶板塑性破坏越严重,表面位移量越大,当孔洞体积达到整个孔洞发育区的25%后,顶板沿煤壁附近发生切落式垮落,回撤通道围岩整体失稳,充分说明了孔洞发育是导致回撤通道围岩难以控制的关键因素,验证了回撤通道顶板失稳破坏机理。根据多孔洞复合顶板的破坏特性,将顶板岩层分为裂隙破碎区、孔洞发育区、坚硬自稳区,并提出以保证顶板的完整性、整体性为核心的多级支护技术,分析永聚煤业回撤通道现有支护存在的问题,结合具体的工程实例,设计以高强预应力锚杆、中空注浆锚索、单体柱+π型梁为主导的多层级围岩控制技术方案,分析探讨锚杆锚索预应力、长度等对支护效果的影响,选择恰当的支护理论确定锚杆、锚索支护的具体参数。现场应用期间进行实地调研和矿压监测,结果表明,新方案充分调动深部稳定岩层的承载能力,深部岩层和浅部岩层组合为稳定承载结构,充分发挥围岩的自承和承载能力,有效控制顶板岩层的离层、相向移动及裂隙扩展发育,将巷道顶板下沉量控制在合理范围内,避免了顶板的非连续大变形及冒顶事故的发生,取得了良好的应用效果。研究成果具有重要的现实意义和深远的历史意义。
曹启龙[5]（2020）在《边界煤柱侧厚煤层大断面煤巷变形机理及控制技术研究》文中进行了进一步梳理厚煤层留顶煤巷道围岩稳定是一类维护相对特殊的问题,制约矿井安全生产。以鲍店煤矿7302辅运巷道为研究对象,沿底掘进留近5m顶煤;巷道处于两侧非对称状态,分别为实体煤和40m边界大煤柱。顶板以深2m范围内煤体裂隙发育,同时顶煤较深处出现离层;边界煤柱侧高帮矿压显现较实体煤侧破碎严重。通过前期现场调研和实验室试验测定煤岩试件物理力学参数,结合理论分析和数值模拟方法,提出高效长锚固大间排距控制技术,并在工业性试验中成功实践。得出以下主要结论:（1）建立了力学离层计算模型,研究7302辅运巷道顶煤离层机理,利用力的叠加原理计算各分层总挠度,判断各层挠度差值确定层间是否发生离层现象;创新利用Matlab软件分析在相同开挖条件下巷道不同跨高比对顶煤稳定性的影响,巷道顶煤浅部垂直应力呈“M”形分布,得出跨高比在低于1.33时易维护,反之较难维护;采用Matlab模拟巷道开挖后在大边界煤柱的影响下,结果显示煤柱侧垂直应力水平高于实体煤侧。（2）FLAC3D模拟结果显示,在边界煤柱内应力分布状态主要由巷道开挖和采空区两个主要因素决定;在不同顶煤厚度下,沿模型X方向应力分布趋势大致相同,细微区别仅限于垂直应力峰值大小及位置;无论哪种顶煤条件,在03m层位内顶板下沉量均较大,46m层位内顶板下沉量较小,表现出3m是关键层位,在3m层位之上的煤体物理性质同岩体相似。（3）高效长锚固大间排距控制技术较矿原支护在发挥单根锚杆效能方面优势更加明显。模拟结果显示3.0m锚杆支护分案较2.4m锚杆支护方案在顶板浅层应力水平高出0.5MPa,护表能力提升;在顶板表面下沉来看,3.0m锚杆和2.4m锚杆方案较无支护下顶板下沉缓和比分别为34.2%和23.8%,长锚杆维护效果良好。（4）在工业性试验中,3.0m大锚杆支护试验段顶板较原支护段内顶板表面完整,在掘进和回采期间顶煤内部未发现明显离层,顶煤煤体内生裂隙较少且集中在浅表内,相对原支护方案段煤体完整性良好;在回采期间,大锚杆支护段顶板最终下沉量约为40mm50mm,原支护段顶板最终下沉量约为100mm150mm,顶板下沉量明显缓和。该论文有图61幅,表9个,参考文献98篇。
刘金铭[6]（2019）在《巷道冲击地压与巷道冒顶复合灾害研究》文中认为在煤矿开采时,经常发生冲击地压和冒顶灾害,然而有时两种灾害常常相互影响、耦合致灾,表现为复合的形式,造成更为严重的破坏。因此,本文提出冲击地压与冒顶复合灾害的概念,通过现场调研、理论分析和数值模拟的方法,来研究复合灾害的破坏特征、发生机理和影响因素等,以用来对预防复合灾害的发生提供参考。首先阐述了冲击地压和冒顶的分类,从相互对比的角度研究了单一灾害和复合灾害破坏特征,得到发生灾害时的巷内破坏部位、抛掷特征、支护破坏特征和释放能量来源等结论。其次阐述了发生冲击地压的扰动响应失稳机理和判别准则,得到当达到临界软化区深度或临界载荷时将会发生冲击地压;通过分析临界软化区半径、临界载荷随E/λ的变化规律,得到E/λ较小时容易发生冲击地压;得到E/λ越大则支护对临界载荷的影响越大,增大支护阻力能够提高临界载荷。其次对巷道冒顶进行了弹塑性区计算分析,得到发生冒顶的塑性易冒区半径和各个参数对发生冒顶的影响,分析了地质和开采技术方面对发生冒顶的影响。其次提出了深部巷道复合灾害的概念,并得到发生判据;通过对考虑残余强度的巷道进行推导,得到发生复合灾害的临界位移、临界软化区深度和临界载荷;对复合灾害进行了分类,可分为冲击地压诱发冒顶型、冒顶诱发冲击地压型两类。其次进行支护对发生复合灾害的理论研究,对发生复合灾害的临界位移、临界软化区深度和临界载荷公式中的K进行分析,得到K的取值对发生复合灾害的影响,结合山东、新疆和山西矿井巷道发生复合灾害的破坏现象,得到支护强度不足是导致复合灾害发生的主要原因。最后对发生复合灾害的山东某矿巷道进行数值模拟,结合发生复合灾害的理论,得到掘进速度、支护密度、顶煤厚度和掘进距离等对发生复合灾害的影响结果。该论文有图57幅,表9个,参考文献67篇。
王茂盛[7]（2019）在《赵庄矿深部大断面复合顶板煤巷变形破坏机理与控制对策》文中研究说明煤系地层具有典型的层状特征,工程岩体层理、裂隙、软弱夹层等结构面发育,其中层状复合顶板巷道所占比重较大。复合顶板巷道作为一类复杂困难巷道,其围岩稳定性控制问题一直是巷道支护领域研究的重点和难点。随着矿井开采深度增加,岩体的工程响应与浅部相比将会发生根本变化。对于深部大断面复合顶板煤巷而言,其稳定性控制问题将会更加突出。本文以赵庄矿深部大断面复合顶板煤巷为工程背景,综合采用现场调研、理论分析、数值模拟和现场工程试验等方法,研究了深部大断面复合顶板煤巷变形破坏机理;分析了不同断面巷道围岩受力状态,优化了巷道断面形状;从调控围岩荷载效应出发,提出了以强力锚杆与高预应力锚索为基础,以“密闭围岩、强化小结构、调动大结构”为核心的大、小结构叠加耦合支护技术。主要取得以下结论:（1）进行了巷道围岩地质力学测试,获得了原岩应力场分布规律、围岩粘土矿物含量和围岩力学参数,并对巷道围岩稳定性进行了初步分类。原岩应力场中水平构造应力占主导,最大水平主应力方位角为N350W,侧压系数为1.17。巷道顶板泥岩粘土矿物含量大于50%,遇水易风化碎裂;煤体强度不足8MPa,较为松软。采用模糊聚类分析方法,对赵庄矿区15条煤巷进行了稳定性分类,得到了围岩稳定性分类聚类中心,并建立了煤巷围岩稳定性分类指标模板。（2）总结分析了深部大断面复合顶板煤巷变形破坏特征,阐明了复合顶板离层演化规律,揭示了大断面复合顶板煤巷变形失稳机理。顶板下沉剧烈,冒顶隐患大;煤壁极易片帮,挤压变形显着;支护结构损坏严重,巷道返修率高是大断面复合顶板煤巷典型破坏特征。复合顶板内部结构多变,呈现非连续和跳跃性破坏。大断面煤巷复合顶板离层演化过程为:顶板挠曲—层间剪切—非协调变形—离层扩展;巷道宽度、侧压系数和分层厚度对复合顶板离层变形影响显着。软弱夹层极易导致复合顶板的沿层与穿层破坏,软弱夹层数量增加,冒顶高度和风险增加,软弱夹层的存在是造成复合顶板非连续和跳跃性破坏的关键因素。煤帮破坏程度与范围增加,复合顶板稳定性降低,为了保证巷道稳定,须坚持“顶帮协同控制”的原则。井下潮湿环境加剧顶板风化碎裂,巷道掘出后须及时喷射混凝土层,降低工程岩体强度劣化。大断面煤巷复合顶板在竖向荷载与水平荷载共同作用下产生挠曲离层,随着离层的扩展演化,在顶板上方形成潜在冒落块体;潜在冒落块体挠曲变形过程中造成支护结构失效,支护强度下降,当潜在冒落块体的下滑阻力不足以克服下滑的剪力时,复合顶板将会发生失稳。工程地质条件复杂,围岩强度低;顶板结构多变,离层扩展显着;煤帮松软破碎,难以为顶板提供有效支撑;顶板泥岩易风化碎裂,锚索预应力损失严重;支护方案针对性差,围岩承载能力低是造成大断面复合顶板煤巷变形失稳的关键因素。（3）构建了巷道圆弧拱形顶板受力模型,研究了不同因素影响下顶板承载力学特性,优化了复合顶板煤巷断面形状。以结构力学的观点,构建了复合顶板巷道圆弧拱形顶板受力模型,得到了不同矢跨比和巷道宽度影响下,圆弧拱形顶板不同位置处弯矩、剪力与轴力的变化规律。采用数值软件分析了 11种断面形状影响下巷道围岩的受力状态、塑性区特征与位移分布规律。随着巷道矢跨比的增加,围岩受力状态逐渐变好,有利于围岩的控制。当矢跨比达到0.3后继续增加,巷道受力状态变好的增幅不再明显;同时考虑施工的难度,大断面复合顶板煤巷采用矢跨比为0.3的直墙圆弧拱形断面。（4）从调控围岩荷载效应出发,提出了以强力锚杆与高预应力锚索为基础,以“密闭围岩、强化小结构、调动大结构”为核心的大小结构叠加耦合支护技术。分析了复合顶板煤巷支护存在的主要问题:对工程岩体中的软弱结构面考虑不足,不能正确认识复合顶板变形失稳机理;不重视巷道围岩地质力学测试,巷道支护方式单一,造成区域支护不足和局部支护浪费;对锚杆与锚索的协同作用机理认识不足,不能实现锚杆与锚索的协调支护;缺乏及时的巷道矿压数据监测,对于巷道支护方案设计的合理性不能进行有效的评价。在此基础上,提出了复合顶板煤巷围岩控制思路。锚杆锚索间距增加,支护应力场叠加程度降低,由群体承压拱结构效应向个体效应转化;密集的锚杆锚索支护有利于在围岩中形成双层承压拱结构;锚索间距过小时,虽可形成刚度较大的外层承压拱结构,但锚杆锚索协同承载范围有限。锚杆锚索预紧力增加,支护应力场叠加程度增大,有利于形成刚度更大的双层承压拱结构,增加支护的层次型,有利于提高支护系统的可靠性。锚索长度增加,围岩的支护加固范围逐渐增大,但其有效支护应力有所降低,对于结构极复杂的复合顶板可在锚杆支护的基础上,考虑采用长短锚索,增加支护的层次,形成三层承压拱结构,充分发挥围岩的自承能力。预紧力是影响锚杆锚索对复合顶板控制效果的关键因素,应保证设计预紧力可以在围岩中形成有效压应力区,使软弱夹层处于夹紧状态,避免其劣化和沿层扩展,显着降低复合顶板变形破坏对工程扰动的敏感性。根据大断面煤巷不同深度顶板发生变形破坏程度差异,划分为非稳定层、亚稳定层和稳定层。为保证围岩稳定须重点控制浅部的非稳定层和中部的亚稳定层,并调动深部稳定层承载。把浅部的非稳定层与中部的亚稳定层视为围岩的小结构,深部稳定层视为围岩的大结构。从调控围岩荷载效应出发,提出了以强力锚杆与高预应力锚索为基础,以“密闭围岩、强化小结构、调动大结构”为核心的大、小结构叠加耦合支护技术。（5）基于大小结构叠加耦合支护技术,选取典型的试验巷道,提出具体的支护方案与关键技术参数,并进行现场工程试验,取得了良好的支护效果。大小结构叠加耦合支护技术以“长短结合、强弱结合、疏密结合”的支护系统为依托,形成多层次支护。选取典型的试验巷道,根据具体的工程地质条件选择强力锚杆与高预应力锚索联合支护顶板,形成连续的预应力承载结构,消除或降低复合顶板中软弱结构面的影响;并选择合理的护表构件,同时加强煤帮控制,及时喷层密闭围岩。现场监测结果表明,采用新支护方案后巷道围岩变形量小,长期稳定性高,支护效果好。
陈光林[8]（2018）在《复合顶板煤巷失稳机理及预应力控制研究》文中研究表明复合顶板煤巷顶板极易离层、下沉,而两帮为强度小的煤体,在上覆岩层载荷作用下,两帮围岩破坏范围大,相当于极大地增加了复合顶板的宽度,支护极为困难,因此,针对复合顶板煤巷支护难题,结合小屯矿生产地质条件,综合运用理论分析、数值模拟、工业试验等方法,系统研究了复合顶板煤巷围岩稳定机理与控制技术。（1）基于临界压力的概念,采用非线性M-C准则,推导出煤帮与顶底板滑移面主要强度参数的计算公式。并探讨了滑移面强度参数对复合顶板挠曲变形的影响规律:随着滑移面内摩擦角的增大,复合顶板的挠曲变形不断减小且减小幅度越来越小,滑移面内聚力也具有类似的影响规律。（2）基于无限长板理论,推导出复合顶板各分层挠度、离层的表达式,探讨了复合顶板煤巷宽度、上覆岩层载荷,弹性模量以及滑移面强度参数等因素对复合顶板稳定性的影响规律,以16中03工作面运输巷复合顶板为例,研究表明:在6上煤下分层和其上泥岩夹矸之间出现离层,在不考虑复合顶板碎胀变形的前提下,最大离层值为147mm,另外,复合顶板与基本顶之间出现离层,最大离层值为21mm。（3）研究无弱面、单一弱面、多弱面下复合顶板煤巷围岩应力场、位移场和塑性区分布规律,揭示了复合顶板煤巷失稳机理。（4）开发了高预应力锚杆支护的围岩控制技术,并揭示其作用机制:高预应力锚杆支护使围岩的围压得到提高,垂直应力小于1MPa区域明显要小于无支护时,复合顶板塑性区范围明显减小,且复合顶板浅部围岩破坏方式由无支护时的拉剪破坏为主过渡到有支护的剪切破坏为主,两帮移近量减小了59.9%,顶板下沉量减小了 152.6%,高预应力锚杆支护控制复合顶板离层与下沉效果极为显着。（5）采用动态设计的方法,给出初始支护方案,确定锚杆支护参数。掘进期间,16中03工作面运输巷两帮移近量为203 mm,顶底板移近量为143 mm,高预应力锚杆支护有效地控制了复合顶板煤巷围岩变形。
陈国军[9]（2017）在《马营煤矿厚顶煤巷道接长锚杆支护技术研究》文中研究指明马营煤矿9#煤层平均厚度6.95m,回采巷道采用锚杆锚索联合支护方式,锚索长度虽已达到6m锚入稳定岩层中,但巷道冒顶现象仍有发生。针对马营煤矿厚顶煤破碎顶板的特点和巷道冒顶具体情况,应用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法研究了接长锚杆支护方法及支护参数。通过巷道顶板岩芯取样和岩层结构钻孔探测,研究巷道顶板的物理力学性质,依据顶板稳定性分类标准得出巷道顶板为Ⅲ类不稳定顶板;根据接长锚杆的结构及性能参数,应用数值模拟的方法,分析巷道围岩塑性破坏、位移特征和应力特征变化规律,结合松动圈现场实测结论,设计了接长锚杆和普通锚杆协调支护的支护参数;最后,开展了接长锚杆的工业性试验,进行压力和位移监测。试验巷道在受到采动影响后没有发生冒顶。研究表明,本论文设计的接长锚杆支护参数能够满足马营煤矿9103工作面厚顶煤巷道的支护要求,并可替代锚索,降低巷道支护成本。
李永亮[10]（2017）在《赵庄矿大断面煤巷层状顶板变形失稳机理及控制技术》文中研究指明巷道顶板稳定性控制是实现矿井安全高效生产的基础。随着煤炭开采规模和开采强度的增加,矿井向大型化、集约化、机械化发展,掘进大断面巷道成为煤炭行业发展的必然趋势。对于在煤层中掘进的大断面巷道由于煤层强度一般较低,且顶板具有典型的层状特征,当顶板层理、裂隙发育,分层厚度小,层间黏结程度低,煤帮完整性差时,巷道冒顶和片帮等安全问题较为突出,使巷道顶板维护变得更加困难。本文以赵庄矿布置在煤层中的开拓大巷为工程背景,综合采用现场调研、理论分析、数值模拟和现场工程试验等方法,系统研究了弱黏结、薄分层、含多层软弱夹层顶板的变形破坏规律,揭示了典型条件下大断面煤巷层状顶板变形失稳机理和锚索破断失效原因,基于上述研究成果提出了以保证顶板岩梁连续性和抑制巷道顶角破坏为核心,以长锚杆、短锚索、长锚索为主导的多层次顶板控制技术,主要取得以下结论:大断面煤巷典型变形破坏特征为:顶板下沉剧烈、冒顶事故频发;煤壁极易片帮、内挤显着;锚索破断率高,支护结构损坏严重;巷道返修量大、维护成本高;局部存在底鼓现象。大断面煤巷顶板内部层理、裂隙发育,层间黏结程度低,自身稳定性差,顶板跳跃性、非连续性破坏现象较多,离层较明显,内部含多层泥页岩夹层或煤线。顶板泥岩粘土矿物含量高,遇水易碎裂软化;煤帮松软,破坏范围大。煤巷顶板具有典型的层状特征,岩体力学性质受到岩性与结构面的联合制约。以顶板岩梁理论为基础,根据层状顶板特征,考虑层理面和软弱夹层的影响,阐明了层状顶板离层的形成及扩展过程;顶板离层的形式可分为三种:连续离层、间隔离层以及无离层;并指出采用合理的支护方式阻止层间剪切作用,能够抑制顶板离层、减小顶板下沉量。根据顶板层理发育程度,将层状顶板分为两类,揭示了大断面煤巷层状顶板重力驱动型失稳和离层挠曲型失稳机理;并指出层状顶板离层、挠曲,导致巷道顶角处易产生剪应力集中,并在该处产生剪切破碎带,随着顶板挠曲的发展,剪切破碎带以一定角度向上扩展,直至达到较坚硬岩层,围岩变形加剧,锚索承受载荷增加,发生破断,支护强度不足,诱发顶板切落式失稳冒落。煤帮作为巷道顶板岩梁的载体,煤帮不同的破坏程度和破坏范围将对顶板岩梁提供不同的支撑方式。合理地增大煤帮的支护强度,减小煤帮塑性区范围,使煤帮为顶板提供可靠的支撑,可抑制顶板有害变形的产生,有利于煤帮的维护。对于大跨度顶板、超高松软煤帮巷道应坚持“顶帮协同控制”的原则,保证围岩的长期稳定。软弱夹层极易导致顶板的沿层破坏,使顶板出现大范围的离层;软弱夹层位置距离巷道顶板越远到对顶板变形的影响越小,但巷道顶板具有穿层破坏特性,当软弱夹层在其开挖影响范围内时,之间即使具有相对坚硬的岩层阻隔,软弱夹层也会破坏。软弱夹层数量增加后,层状顶板被切割成的分层顶板数量越多,抵抗变形的能力越低,顶板破坏范围增大,使冒顶高度和冒顶风险增加。煤巷顶板裂隙水的存在和空气湿度的季节循环,加剧顶板风化碎裂,造成锚索托板锚空,预应力损失,加剧顶板下沉变形,锚索破断失效,支护强度降低极易引发顶板失稳。此类巷道掘出后必须及时喷射混凝土层,密闭围岩隔绝空气和水,防止围岩风化、潮解剥落,降低工程岩体强度劣化。锚索预应力损失、破断失效导致其工作状态发生改变,是引发顶板变形失稳的主要因素,对于大变形巷道围岩控制时必须使支护结构的力学性能与围岩的大变形相匹配。大断面煤巷层状顶板锚索失效主要是索体破断,索体破断位置主要发生在托板孔口处和顶板2m范围内,其中发生在托板孔口处的破断主要是由于顶板非均匀变形使托板翻转,造成锚索弯折剪切破断。锚索拉伸试验断口多为杯锥状,具有明显的颈缩,断口基本平齐,断裂位置较为集中,为典型的韧性断裂;锚杆轴向承载能力一般低于锚索,但其具有较高的延伸率,适应围岩大变形的能力强。对比分析了不同类型锚索以及锚杆的剪切力学性能,锚索剪切过程中受力较为复杂,锚索剪切试验中钢丝断口以斜切断口为主,同时含有颈缩拉伸断口、旋涡状扭转断口,以及拉剪复合断口。锚索剪切破断时砂浆试块接触面错动位移受索体类型、预应力、锚固方式和砂浆试块强度的制约;全长锚固锚索支护系统的剪切刚度优于未锚固锚索;锚杆支护系统具有较高的初期剪切刚度,有利于增大顶板层间剪切阻抗,抑制顶板离层。采用FLAC3D软件和改进的pile单元模拟锚索（可承受弯矩和施加预紧力）分析层状顶板与锚索的相互作用关系,得出布置在顶板不同位置的锚索其受力状态存在差异:顶板锚索越靠近帮部,受到的层间剪力越大,轴向拉力越小;而越靠近巷道顶板中部,锚索受到的轴向拉力越大,层间剪力越小;锚索破断是顶板层间剪切错动与竖直下沉共同作用的结果,靠近巷道帮部的顶板锚索主要是剪切破断,而靠近顶板中部的锚索以拉伸破断为主。长时间服务的巷道锚索受局部腐蚀影响时,易产生应力腐蚀断裂和腐蚀疲劳断裂。根据锚索不同的破断原因,提出了相应的控制对策。分析了目前巷道支护存在的主要问题:主观臆断性强,对顶板变形失稳机理认识不清,支护对策针对性差;对巷道围岩地质条件和应力环境认识不充分,巷道支护方式“一刀切”,造成区域支护强度不足冒顶隐患大和过度支护材料浪费严重;对巷道矿压监测重视不够,对围岩局部大变形处理不及时;锚杆与锚索协调支护理论缺乏深入、系统的研究,锚杆与锚索不能协同承载;缺乏对巷道服务时间因素的考虑,对时间因素影响下工程岩体强度劣化和支护结构力学性能劣化考虑不足。并提出大断面煤巷层状顶板控制思路。分析了锚杆锚索预应力、锚固长度、杆体长度和索体长度对围岩控制效果的影响规律,其中预应力对围岩主动支护效果起重要作用;锚杆极限锚固力随着锚固长度的增加成指数关系增加;合理地增加锚杆的长度有利于控制下位顶板岩层的离层错动;锚索长度增加后不利于对其中部围岩的控制,适当降低锚索的长度有利于预应力在围岩中叠加扩散,增加围岩控制效果。根据大断面煤巷层状顶板不同区域岩体冒顶风险以及承载特性,划分为非稳定层、亚稳定层和稳定层,同时根据不同区域岩体变形特征,提出了以保证顶板岩梁连续性、抑制巷道顶角破坏为核心的多层次支护技术。多层次支护技术以“长短结合、强弱结合、疏密结合”的支护系统为依托,选取典型的巷道,根据工程地质条件选择3.2m的长锚杆、5.4m的短锚索、7.4m的长锚索联合支护顶板,形成连续的预应力承载结构,并使护表构件与之相配套,加强煤帮的控制,支护完成后及时喷射混凝土层抑制围岩强度劣化。现场监测表明,新支护方案实现了围岩的长期稳定,取得了较好的支护效果。
二、顶板煤巷锚杆支护大面积冒顶事故原因分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、顶板煤巷锚杆支护大面积冒顶事故原因分析（论文提纲范文）
（1）基于多源信息的深部掘进煤巷冲击冒顶机理试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及创新点 |
| 2 煤岩损伤破坏过程中多参量前兆信息试验研究 |
| 2.1 试验目的及试验内容 |
| 2.2 试验结果分析 |
| 2.3 基于多源信息互馈的煤岩损伤失稳前兆预警模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 深部巷道冲击地压灾变演化与失稳模拟试验系统研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验系统研制及组成 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 动静载作用下深部掘进煤巷冲击失稳物理模拟试验研究 |
| 4.1 试验工程背景 |
| 4.2 物理模型试验内容及实施方案 |
| 4.3 巷道静载开挖过程试验结果分析 |
| 4.4 动载失稳阶段试验结果分析 |
| 4.5 动静载作用下深部掘进煤巷冲击冒顶失稳机理分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 深部掘进煤巷冲击失稳数值模拟研究 |
| 5.1 UDEC块体离散元数值计算方法 |
| 5.2 微观力学参数校核 |
| 5.3 数值模型建立及模拟方案 |
| 5.4 不同支护巷道冲击失稳过程模拟 |
| 5.5 初始地应力对巷道冲击失稳的影响 |
| 5.6 动载强度对巷道冲击失稳的影响 |
| 5.7 深部掘进煤巷冲击地压防控对策 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（2）动载扰动下深部煤巷冲击冒顶的颗粒流数值模拟研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 冲击地压巷道围岩工程概况 |
| 2.1 事故概况 |
| 2.2 事故区域附近地质构造情况 |
| 2.3 事故区域附近采掘情况 |
| 2.4 巷道设计断面及支护形式 |
| 2.5 巷道冲击失稳与变形破坏特征 |
| 3 煤巷冲击冒顶的颗粒流数值模拟 |
| 3.1 巷道围岩细观力学参数标定 |
| 3.2 巷道围岩颗粒流模型构建方法 |
| 4 模拟结果与分析 |
| 4.1 模拟结果与现场匹配 |
| 4.2 位移场演化 |
| 4.3 力链场演化 |
| 4.4 裂纹场演化 |
| 5 锚固失效机制 |
| 6 讨论 |
| 7 结论 |
（3）深部巷道煤岩复合顶板厚层跨界锚固承载机制研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 煤岩复合顶板巷道变形破坏特征 |
| 2.1 矿井概况 |
| 2.2 21205 工作面运输巷概况 |
| 2.3 地应力测试 |
| 2.4 围岩物理力学性能测试 |
| 2.5 煤岩样微观测试 |
| 2.6 巷道变形特征及控制效果评价 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 煤岩组合试样力学特性差异及能量耗散过程 |
| 3.1 数字散斑相关测量方法 |
| 3.2 实验方案及设备 |
| 3.3 不同高比煤岩组合试样的力学特性 |
| 3.4 不同高比煤岩组合试样的应变场演变规律 |
| 3.5 不同高比煤岩组合试样的能量耗散规律 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于应力释放的煤岩复合顶板巷道渐进破坏规律 |
| 4.1 关键参数确定及数值模型建立 |
| 4.2 无支护条件下巷道围岩位移场与裂隙场演化规律 |
| 4.3 顶煤厚度对巷道围岩稳定性的影响规律 |
| 4.4 煤岩复合顶板巷道的控制原则 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 煤岩复合顶板厚层跨界锚固机制 |
| 5.1 锚固系统研发背景 |
| 5.2 不同长度锚杆锚固区损伤演化规律 |
| 5.3 顶板厚层跨界锚固原理及厚层锚固系统研发 |
| 5.4 巷道支护系统设计及模拟分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 煤岩复合顶板厚层锚固承载作用机制 |
| 6.1 相似模拟材料力学测试及参数确定 |
| 6.2 相似模拟实验设计及模型建立 |
| 6.3 围岩应力演化特征及巷道变形破坏规律 |
| 6.4 顶板厚层锚固系统的抗冲击特性 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 跨界长锚固柔化结构设计及多工况力学性能分析 |
| 7.1 长锚杆适用条件及新型柔性锚杆研发 |
| 7.2 实验的设备、材料及方法 |
| 7.3 柔性锚杆关键参数选择及拉伸力学性能研究 |
| 7.4 长期荷载下柔性锚杆力学特性研究 |
| 7.5 循环荷载下柔性锚杆力学特性研究 |
| 7.6 柔性锚杆现场应用研究 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 工业性试验研究 |
| 8.1 葫芦素煤矿21205 运输巷典型工程实例 |
| 8.2 门克庆煤矿3108 运输巷典型工程案例 |
| 8.3 本章小结 |
| 9 结论 |
| 9.1 主要结论 |
| 9.2 主要创新点 |
| 9.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）多孔洞岩溶区软泥入侵复合顶板回撤通道支护技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 问题的提出与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 工作面回撤研究现状 |
| 1.2.2 巷道顶板(围岩)变形破坏机理研究现状 |
| 1.2.3 巷道围岩控制理论与技术研究现状 |
| 1.2.4 回撤通道支护技术研究现状 |
| 1.3 存在问题 |
| 1.4 论文研究内容及研究方法 |
| 1.4.1 本论文拟研究的主要内容 |
| 1.4.2 主要研究方法 |
| 第二章 回撤通道围岩结构特征与破坏机理研究 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.1.1 开采技术条件 |
| 2.1.2 工作面回撤通道概况 |
| 2.1.3 多孔洞复合顶板回撤通道围岩变形破坏特征 |
| 2.2 孔洞性顶板原位特性研究 |
| 2.2.1 顶板赋存状况 |
| 2.2.2 顶板钻孔窥视 |
| 2.2.3 地应力测试 |
| 2.2.4 巷道围岩物理力学特性实验 |
| 2.3 回撤通道覆岩结构与顶板破坏机理 |
| 2.3.1 回撤通道覆岩垮落状态分析 |
| 2.3.2 回撤通道顶板破坏状态 |
| 2.3.3 回撤通道顶板破坏机理 |
| 2.3.4 回撤通道覆岩结构 |
| 2.3.5 回撤通道实体煤帮破坏机理 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 多孔洞复合顶板回撤通道围岩稳定性数值模拟研究 |
| 3.1 数值模拟研究背景概述 |
| 3.2 FLAC~(3D)数值模拟实验研究 |
| 3.2.1 数值计算软件简介 |
| 3.2.2 孔洞分布层位对回撤通道围岩稳定性分析 |
| 3.2.3 孔洞发育密度对回撤通道围岩稳定性分析 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 多孔洞复合顶板回撤通道围岩控制技术研究 |
| 4.1 多孔洞复合顶板回撤通道控制思路 |
| 4.1.1 回撤通道支护存在的主要问题 |
| 4.1.2 多孔洞复合顶板控制思路 |
| 4.1.3 各种支护方式的作用 |
| 4.1.4 多孔洞复合顶板回撤通道多层级支护技术 |
| 4.2 影响回撤通道支护效果的主要因素 |
| 4.3 回撤通道支护合理参数设计 |
| 4.3.1 顶板锚杆支护 |
| 4.3.2 顶板锚索支护 |
| 4.3.3 帮部锚杆支护 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 多孔洞复合顶板回撤通道支护技术应用及效果分析 |
| 5.1 工作面概况及支护方案 |
| 5.1.1 末采工序 |
| 5.1.2 回撤通道施工 |
| 5.2 应用效果现场监测 |
| 5.2.1 监测目的及内容 |
| 5.2.2 巷道表面位移量监测 |
| 5.2.3 巷道顶板离层监测 |
| 5.2.4 锚杆锚索受力监测 |
| 5.2.5 其它测试 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论及展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）边界煤柱侧厚煤层大断面煤巷变形机理及控制技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与技术路线 |
| 2 巷道工程调研及煤岩力学测试 |
| 2.1 巷道工程地质 |
| 2.2 7302辅运巷道前期调研情况 |
| 2.3 煤岩样力学参数测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 边界煤柱侧厚煤层大断面煤巷顶板稳定机理研究 |
| 3.1 厚顶煤离层机理分析 |
| 3.2 巷道不同跨高比对顶板稳定性分析 |
| 3.3 边界煤柱内侧向支承压力分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 边界煤柱侧厚煤层大断面围岩控制技术 |
| 4.1 边界煤柱下厚煤层大断面围岩变形机理 |
| 4.2 高效长锚固锚杆控制技术 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 工业性试验 |
| 5.1 支护方案 |
| 5.2 矿压监测 |
| 5.3 本章小节 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）巷道冲击地压与巷道冒顶复合灾害研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题提出及研究意义 |
| 1.2 冲击地压研究现状及存在问题 |
| 1.3 冒顶研究现状及存在问题 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 2 冲击地压与冒顶复合灾害破坏特征 |
| 2.1 冲击地压的破坏特征 |
| 2.2 冒顶的破坏特征 |
| 2.3 冲击地压与冒顶复合灾害的破坏特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 巷道冲击地压发生理论研究 |
| 3.1 冲击地压失稳理论概述 |
| 3.2 巷道冲击地压发生条件分析 |
| 3.3 巷道冲击地压影响因素分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 巷道冒顶发生理论研究 |
| 4.1 巷道冒顶弹塑性分析 |
| 4.2 巷道冒顶影响因素分析 |
| 4.3 地质与开采技术对巷道冒顶的影响分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 巷道冲击地压与冒顶复合灾害发生理论研究 |
| 5.1 巷道冲击地压与冒顶复合灾害概念提出 |
| 5.2 考虑残余强度的巷道复合灾害发生条件分析 |
| 5.3 巷道冲击地压与冒顶复合灾害分类 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 支护对巷道冲击地压与冒顶复合灾害影响研究 |
| 6.1 支护阻力对巷道发生复合灾害理论分析 |
| 6.2 山东某矿复合灾害支护破坏分析 |
| 6.3 新疆某矿复合灾害支护破坏分析 |
| 6.4 山西某矿复合灾害支护破坏分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 山东某矿巷道冲击地压与冒顶复合灾害数值模拟分析 |
| 7.1 FLAC-3D数值模拟概述 |
| 7.2 确定力学参数与计算模型 |
| 7.3 掘进速度对巷道发生复合灾害模拟分析 |
| 7.4 支护对巷道发生复合灾害模拟分析 |
| 7.5 顶煤厚度对巷道发生复合灾害模拟分析 |
| 7.6 掘进距离对巷道发生复合灾害模拟分析 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）赵庄矿深部大断面复合顶板煤巷变形破坏机理与控制对策（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 复合顶板巷道变形破坏机理研究现状 |
| 1.2.2 煤巷锚杆支护理论研究现状 |
| 1.2.3 巷道围岩控制理论与技术研究现状 |
| 1.2.4 巷道断面优化研究现状 |
| 1.2.5 现存在主要问题 |
| 1.3 研究内容与研究方法 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 2 巷道围岩地质力学测试与稳定性分类 |
| 2.1 工程地质特征 |
| 2.2 原岩应力分布特征 |
| 2.2.1 地应力测量步骤 |
| 2.2.2 地应力测试结果 |
| 2.3 围岩矿物成分含量测试 |
| 2.3.1 粘土矿物总量衍射分析实验 |
| 2.3.2 粘土矿物相对含量衍射分析实验 |
| 2.4 围岩力学参数测试 |
| 2.4.1 试件单轴压缩实验 |
| 2.4.2 试件劈裂实验 |
| 2.4.3 试件三轴压缩实验 |
| 2.5 围岩稳定性分类 |
| 2.5.1 分类指标的选取 |
| 2.5.2 分类指标权值的分配 |
| 2.5.3 围岩稳定性分类子模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 大断面复合顶板煤巷变形破坏机理 |
| 3.1 大断面复合顶板煤巷变形破坏特征 |
| 3.1.1 巷道概况与支护方案 |
| 3.1.2 典型变形破坏特征 |
| 3.1.3 大断面煤巷复合顶板内部结构探测 |
| 3.2 大断面煤巷复合顶板离层演化规律 |
| 3.2.1 巷道宽度对复合顶板离层的影响 |
| 3.2.2 侧压系数对复合顶板离层的影响 |
| 3.2.3 不同分层厚度对复合顶板离层的影响 |
| 3.3 影响大断面复合顶板煤巷变形的主要因素分析 |
| 3.3.1 软弱夹层对巷道变形的影响 |
| 3.3.2 煤帮承载特性对巷道变形的影响 |
| 3.3.3 潮湿环境对巷道变形的影响 |
| 3.4 大断面复合顶板煤巷变形失稳机理 |
| 3.4.1 大断面复合顶板煤巷变形规律相似模拟试验 |
| 3.4.2 大断面复合顶板煤巷变形失稳分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 大断面复合顶板煤巷断面形状优化分析 |
| 4.1 顶板内力公式推导 |
| 4.2 关键参数分析 |
| 4.2.1 顶板荷载 |
| 4.2.2 计算结果分析 |
| 4.3 巷道断面形状优化 |
| 4.3.1 巷道断面形状设计 |
| 4.3.2 巷道合理断面选择 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 大断面复合顶板煤巷稳定性控制对策 |
| 5.1 复合顶板煤巷围岩控制思路 |
| 5.1.1 复合顶板煤巷支护存在的主要问题 |
| 5.1.2 复合顶板煤巷围岩控制思路 |
| 5.2 大断面复合顶板煤巷控制技术 |
| 5.2.1 支护应力场分布规律 |
| 5.2.2 描杆锚索对复合顶板结构面的加固作用 |
| 5.2.3 复合顶板煤巷大小结构叠加耦合支护技术 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 现场工程试验 |
| 6.1 试验段巷道护方案 |
| 6.1.1 工程概况 |
| 6.1.2 支护方案 |
| 6.2 支护效果分析 |
| 6.2.1 矿压监测方案 |
| 6.2.2 支护效果分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）复合顶板煤巷失稳机理及预应力控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 项目背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 复合顶板煤巷围岩稳定机理研究现状 |
| 1.2.2 复合顶板煤巷围岩控制技术研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容和方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法与技术路线 |
| 2 试验巷道地质条件及煤岩体物理力学特性 |
| 2.1 工作面概况 |
| 2.2 工作面地质特征 |
| 2.2.1 地质构造特征 |
| 2.2.2 水文地质特征 |
| 2.2.3 瓦斯地质特征 |
| 2.3 岩体物理力学特征 |
| 2.4 顶底板泥岩电镜扫描分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 复合顶板煤巷顶板离层判定 |
| 3.1 复合顶板力学结构模型 |
| 3.2 复合顶板煤巷两帮极限平衡区 |
| 3.2.1 非线性岩体强度参数 |
| 3.2.2 非线性岩体强度参数影响因素 |
| 3.2.3 煤帮应力极限平衡区 |
| 3.3 复合顶板稳定性及其影响因素 |
| 3.3.1 复合顶板挠度及应力分布 |
| 3.3.2 复合顶板离层与失稳的判定 |
| 3.3.3 复合顶板稳定性影响因素 |
| 3.3.4 复合顶板离层判定实例 |
| 3.4 锚杆支护对复合顶板稳定性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 复合顶板煤巷围岩失稳机理 |
| 4.1 数值计算模型的建立 |
| 4.1.1 数值模拟计算内容 |
| 4.1.2 数值模拟计算模型 |
| 4.1.3 数值模拟计算步骤 |
| 4.2 复合顶板煤巷对弱面的响应规律 |
| 4.2.1 围岩应力场分布 |
| 4.2.2 围岩位移场分布 |
| 4.2.3 围岩塑性区分布 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 复合顶板煤巷围岩控制机理 |
| 5.1 锚杆对滑移面的加固作用 |
| 5.2 高预应力锚杆支护 |
| 5.3 锚杆支护作用机理 |
| 5.3.1 围岩变形 |
| 5.3.2 围岩应力分布 |
| 5.3.3 围岩破坏 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 工业性试验 |
| 6.1 初始支护方案 |
| 6.2 矿压监测数据分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 主要结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）马营煤矿厚顶煤巷道接长锚杆支护技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外锚杆支护研究现状 |
| 1.2.2 国内锚杆支护理论研究现状 |
| 1.3 主要研究内容、研究方法 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法及技术路线 |
| 2 9103工作面巷道围岩结构分析 |
| 2.1 煤层地质概况 |
| 2.1.1 井田地质特征 |
| 2.1.2 含煤地层和可采煤层 |
| 2.1.3 巷道顶板煤岩层结构特点 |
| 2.2 煤系地层沉积环境分析 |
| 2.3 回采巷道顶板岩层结构研究 |
| 2.3.1 顶板岩芯取样 |
| 2.3.2 顶板岩层结构钻孔探测 |
| 2.3.3 顶板结构分析 |
| 2.4 顶板稳定性分类 |
| 2.4.1 顶板稳定性分类原则 |
| 2.4.2 顶板稳定性分类标准 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 9103工作面回采巷道接长锚杆支护参数设计 |
| 3.1 接长锚杆结构工艺及力学性质 |
| 3.1.1 接长锚杆结构 |
| 3.1.2 接长锚杆性能参数 |
| 3.2 厚顶煤巷道不稳定顶板接长锚杆支护机理分析 |
| 3.3 松动圈测试 |
| 3.3.1 测试目的、原理和测点布置 |
| 3.3.2 测试分析方法及结果 |
| 3.3.3 松动圈测试结论 |
| 3.4 回采巷道支护方案数值模拟分析 |
| 3.4.1 数值模拟目的和研究内容 |
| 3.4.2 岩石物理力学参数 |
| 3.4.3 模型的建立 |
| 3.4.4 数值模拟计算结果及分析 |
| 3.5 支护参数设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 9103工作面接长锚杆工业试验与支护效果监测 |
| 4.1 接长锚杆试验巷道 |
| 4.2 接长锚杆支护效果监测 |
| 4.2.1 接长锚杆受力监测 |
| 4.2.2 多基点顶板监测 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）赵庄矿大断面煤巷层状顶板变形失稳机理及控制技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 巷道顶板变形失稳机理研究现状 |
| 1.2.2 煤巷锚杆支护理论研究现状 |
| 1.2.3 巷道围岩控制技术研究现状 |
| 1.2.4 现存在主要问题 |
| 1.3 研究内容与研究方法 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究方法与技术路线 |
| 2 大断面煤巷变形破坏特征与地质力学测试 |
| 2.1 赵庄矿大断面煤巷概况 |
| 2.1.1 工程地质特征 |
| 2.1.2 原岩应力场分布特征 |
| 2.1.3 大断面煤巷支护方式 |
| 2.2 大断面煤巷变形破坏特征 |
| 2.2.1 典型巷道变形破坏特征 |
| 2.2.2 顶板内部结构探测 |
| 2.2.3 煤帮破坏范围探测 |
| 2.3 大断面煤巷围岩力学特性测试 |
| 2.3.1 围岩矿物含量测定 |
| 2.3.2 围岩物理力学参数测定 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 大断面煤巷层状顶板变形失稳机理与影响因素 |
| 3.1 顶板岩梁理论 |
| 3.1.1 固支梁 |
| 3.1.2 纵横弯曲梁 |
| 3.2 层状顶板特征及离层特点 |
| 3.2.1 层状顶板特征 |
| 3.2.2 层状顶板离层特点 |
| 3.3 大断面煤巷层状顶板变形失稳机理 |
| 3.3.1 重力驱动型失稳 |
| 3.3.2 离层挠曲型失稳 |
| 3.4 影响大断面煤巷层状顶板变形失稳的主要因素 |
| 3.4.1 煤帮承载特性对顶板变形的影响 |
| 3.4.2 软弱夹层对顶板变形的影响 |
| 3.4.3 水对顶板变形的影响 |
| 3.4.4 锚索工作状态对顶板变形的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 大断面煤巷层状顶板锚索破断失效分析 |
| 4.1 锚索种类及失效形式 |
| 4.1.1 锚索种类 |
| 4.1.2 锚索主要失效形式 |
| 4.2 锚索拉伸试验 |
| 4.2.1 试验系统 |
| 4.2.2 试验结果分析 |
| 4.3 锚索剪切试验 |
| 4.3.1 试验系统与试件制作 |
| 4.3.2 试验结果分析 |
| 4.4 层状顶板锚索破断机理 |
| 4.4.1 层状顶板与锚索相互作用关系 |
| 4.4.2 层状顶板锚索破断机理 |
| 4.5 腐蚀对锚索破断的影响 |
| 4.6 层状顶板锚索破断控制对策 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 大断面煤巷层状顶板控制技术研究 |
| 5.1 大断面煤巷层状顶板控制思路 |
| 5.1.1 巷道支护存在的主要问题 |
| 5.1.2 层状顶板控制思路 |
| 5.2 大断面煤巷层状顶板控制技术 |
| 5.2.1 影响锚杆锚索支护效果的主要因素 |
| 5.2.2 锚杆锚索对层状顶板结构面的加固作用 |
| 5.2.3 大断面煤巷层状顶板多层次支护技术 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 现场工程试验 |
| 6.1 试验巷道概况与支护方案 |
| 6.1.1 工程概况 |
| 6.1.2 支护方案 |
| 6.2 支护效果分析 |
| 6.2.1 矿压监测方案 |
| 6.2.2 支护效果评价 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、顶板煤巷锚杆支护大面积冒顶事故原因分析（论文参考文献）
- [1]基于多源信息的深部掘进煤巷冲击冒顶机理试验研究[D]. 史新帅. 中国矿业大学, 2021
- [2]动载扰动下深部煤巷冲击冒顶的颗粒流数值模拟研究[J]. 靖洪文,吴疆宇,尹乾,史新帅,赵振龙. 岩石力学与工程学报, 2020(S2)
- [3]深部巷道煤岩复合顶板厚层跨界锚固承载机制研究[D]. 谢正正. 中国矿业大学, 2020
- [4]多孔洞岩溶区软泥入侵复合顶板回撤通道支护技术研究[D]. 杨亚威. 太原理工大学, 2020(07)
- [5]边界煤柱侧厚煤层大断面煤巷变形机理及控制技术研究[D]. 曹启龙. 中国矿业大学, 2020(01)
- [6]巷道冲击地压与巷道冒顶复合灾害研究[D]. 刘金铭. 辽宁工程技术大学, 2019(07)
- [7]赵庄矿深部大断面复合顶板煤巷变形破坏机理与控制对策[D]. 王茂盛. 中国矿业大学(北京), 2019(12)
- [8]复合顶板煤巷失稳机理及预应力控制研究[D]. 陈光林. 西安科技大学, 2018(01)
- [9]马营煤矿厚顶煤巷道接长锚杆支护技术研究[D]. 陈国军. 辽宁工程技术大学, 2017(02)
- [10]赵庄矿大断面煤巷层状顶板变形失稳机理及控制技术[D]. 李永亮. 中国矿业大学(北京), 2017(02)