倾斜中厚煤层巷道布置与联合支护技术研究

"这篇论文详细探讨了倾斜中厚煤层的错层位外错式巷道布置和相邻巷道的联合支护技术。作者通过力学模型的构建，研究了沿空掘巷与支护技术，重点在于理解基本顶的断裂位置、断裂形式以及覆岩力学环境对巷道稳定性的影响。在分析中，确定了基本顶的最大弯矩位置和断裂线位置，为巷道设计提供了关键数据。此外，论文还运用了‘内外应力场’理论来界定‘内应力场’的范围，并根据煤柱的空间关系和巷道围岩条件，提出了窄煤柱的水平和垂直错距，以及区段煤柱的留设尺寸范围。最后，论文利用FLAC软件进行了数值模拟，进一步验证和优化了这些设计参数。" 本文的研究内容涉及到以下几个核心知识点： 1. **沿空掘巷技术**：这是一种在已有工作面旁边开掘新巷道的技术，旨在减少对矿产资源的浪费和减轻对地表的影响。在倾斜中厚煤层中，这种技术的实施需要考虑到煤层的倾斜角度、煤层厚度以及基本顶的稳定性。 2. **窄煤柱设计**：煤柱的尺寸直接影响巷道的稳定性。通过力学模型计算和“内外应力场”理论，论文确定了窄煤柱的水平和垂直错距，这有助于减小巷道间的相互影响，防止过早的煤柱破坏。 3. **错层位外错式巷道布置**：这种布置方式是为了适应倾斜煤层的地质条件，通过错层和外错的方式，减小巷道之间的应力干扰，提高巷道的稳定性和安全性。 4. **联合支护技术**：针对相邻巷道，论文提出了联合支护策略，旨在增强巷道的整体稳定性，减少由于巷道开挖引起的岩层移动和变形，确保开采过程的安全。 5. **覆岩力学环境分析**：通过计算基本顶的最大弯矩，可以预测基本顶的断裂情况，这对于确定合理的支护方案至关重要。同时，分析“内应力场”范围有助于更好地理解煤层上方覆岩的应力分布。 6. **数值模拟验证**：利用FLAC软件进行的数值模拟是现代采矿工程中常用的方法，它可以更直观地模拟巷道开挖后的岩层动态反应，为设计提供实证支持。 7. **煤炭开采与环境保护**：虽然本文主要集中在技术层面，但提出的巷道布置和支护技术也是煤炭开采中实现绿色化、可持续发展的重要组成部分，它们有助于减少资源浪费和环境影响。 这篇论文提供了倾斜中厚煤层开采中的创新技术和方法，对于改善巷道稳定性、优化资源利用以及保障矿工安全具有重要意义。这些技术的应用将对未来的煤炭开采实践产生深远影响。