坚硬顶板大采高沿空留巷围岩控制技术研究.pptx
坚硬顶板大采高沿空留巷围岩控制技术研究
汇报人：
2024-01-27
引言
坚硬顶板大采高沿空留巷围岩变形机理
围岩控制技术方案设计与优化
现场工业性试验及效果评价
围岩控制技术应用前景展望
结论与建议
引言
01
随着我国煤炭资源开采深度的不断增加，坚硬顶板大采高沿空留巷围岩控制技术成为保障矿井安全高效开采的关键技术之一。
沿空留巷围岩控制是煤炭开采过程中的重要环节，对于提高煤炭资源回收率、降低巷道维护成本、保障矿井安全生产具有重要意义。
目前，国内外在坚硬顶板大采高沿空留巷围岩控制方面仍存在许多技术难题，亟待深入研究解决。
国内研究现状
我国在坚硬顶板大采高沿空留巷围岩控制方面取得了一定成果，但主要集中在理论分析和数值模拟方面，缺乏现场实测数据的支撑。
国外研究现状
国外在坚硬顶板大采高沿空留巷围岩控制方面开展了大量研究，形成了较为完善的理论体系和技术方法，但针对不同地质条件下的适应性仍需进一步探讨。
研究内容
本研究旨在通过理论分析、数值模拟和现场实测等方法，深入研究坚硬顶板大采高沿空留巷围岩控制技术，揭示围岩变形破坏机理，提出科学合理的控制技术措施。
要点一
要点二
研究方法
采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法，对坚硬顶板大采高沿空留巷围岩控制技术进行深入研究。具体包括：建立数值模型，模拟不同地质条件下围岩的变形破坏过程；进行现场实测，获取围岩变形破坏的实际数据；对数值模拟和现场实测结果进行分析，揭示围岩变形破坏机理，提出科学合理的控制技术措施。
坚硬顶板大采高沿空留巷围岩变形机理
02
坚硬顶板的下沉量通常较大，给巷道稳定性和支护带来挑战。
顶板下沉量大
顶板破断特征
顶板运动规律
坚硬顶板在受到采动影响时，容易发生破断，形成悬顶或冒落。
坚硬顶板的运动规律复杂，受地质构造、采动应力等多种因素影响。
03
02
01
大采高沿空留巷上覆岩层重量增加，导致垂直应力集中，对巷道稳定性产生不利影响。
垂直应力集中
采动引起的水平应力变化对巷道围岩稳定性也有重要影响，可能导致围岩变形和破坏。
水平应力变化
大采高沿空留巷围岩应力分布规律复杂，受采高、采深、煤层倾角等多种因素影响。
应力分布规律
1
2
3
在采动应力和自重应力的作用下，围岩发生变形，包括弹性变形、塑性变形和流变等。
围岩变形机制
当围岩变形超过其承受能力时，将发生破坏，包括剪切破坏、拉伸破坏和压缩破坏等。
围岩破坏机制
通过对围岩变形和破坏机制的研究，可以对巷道稳定性进行评价，为支护设计提供依据。
围岩稳定性评价
围岩控制技术方案设计与优化
03
初步设计
基于地质条件和开采要求，初步设计围岩控制方案，包括支护方式、支护参数等。
数值模拟
采用数值模拟软件，对初步设计方案进行模拟分析，预测围岩变形和应力分布。
现场试验
在相似地质条件的试验巷道中，实施初步设计方案，监测围岩变形和应力变化。
根据数值模拟和现场试验结果，对初步设计方案进行调整和优化，提高支护效果。
方案调整
对不同优化方案进行比较分析，综合考虑技术可行性、经济性和安全性等因素。
方案比较
经过专家评审和讨论，最终确定最优的围岩控制技术方案。
最终确定
03
控制效果评价
根据分析结果，评价围岩控制技术的效果，为后续工作提供参考。
01
数值模型建立
根据最优技术方案，建立数值模型，模拟分析围岩控制效果。
02
结果分析
对数值模拟结果进行分析，包括围岩变形、应力分布、支护结构受力等。
现场工业性试验及效果评价
04
对试验地点进行详细的地质勘探和工程调查，了解顶底板岩性、厚度、倾角、断层、褶皱等地质构造情况。
根据试验要求，制定详细的试验方案和安全技术措施，包括试验设备、人员组织、安全措施等。
选择具有代表性的坚硬顶板大采高沿空留巷工作面，确保试验地点地质条件、开采技术条件等符合研究要求。
在试验地点安装相应的监测设备，如顶板离层仪、压力表、位移计等，实时监测围岩变形和应力变化。
按照试验方案进行开采作业，记录每个循环的进尺、支护方式、支护参数等详细信息。
在开采过程中，对围岩变形和应力变化进行实时监测，并记录相关数据。
对现场试验数据进行整理和分析，包括围岩变形量、变形速率、应力变化等指标。
将试验结果与理论计算、数值模拟等方法得到的结果进行对比分析，验证围岩控制技术的有效性和可行性。
根据试验结果，对坚硬顶板大采高沿空留巷围岩控制技术进行评价，提出改进和优化建议。
围岩控制技术应用前景展望
05
坚硬顶板大采高沿空留巷围岩控制技术可应用于地质条件相似的矿井，如顶板坚硬、煤层厚度大、采高较大的矿井。
地质条件相似性
该技术经过实践验证，在类似条件的矿井中具有较好的适应性，能够有效控制围岩变形，提高巷道稳定性。
技术适应性
推广应用该技术可带来显著的经济效益，减