东峡矿急斜分层走向长壁综放煤岩控制实验研究
本文选题:相似模拟 切入点:顶板破断 出处:《西安科技大学》2015年硕士论文
【摘要】:本文以甘肃华能华亭煤业集团公司东峡煤矿37220工作面为工程背景,采用相似模拟实验、理论分析、数值模拟和工程实际相结合的方法,对急斜煤层倾斜分层长壁综放煤岩移动规律、顶板破断分布规律、矿山压力分布规律、顶煤放出规律及工作面支架的稳定性进行了系统的研究,得出了一些有价值的成果,对于指导类似条件煤层的开采具有实际意义。利用相似模拟实验,研究了急斜煤层倾斜分层长壁综放过程中,煤岩在走向和倾向两个方向的垮落规律及矿压显现特征;采用可调角散体放煤支架,研究了不同倾角、放煤顺序及放煤方式,对顶煤的放出规律、含矸率和支架稳定性的影响。应用有限差分计算程序(FLAC3D),模拟分析三维综放工作面的宏观力学作用过程,研究了综放面开采的整体推进过程中,工作面煤岩破断运移规律;应用散体元计算程序(PFC2D),对散体顶煤和部分破碎直接顶的落放过程、落放规律及不同放煤步距连续推进模式下的煤损特征等进行模拟分析。根据现场工作面地质条件建立支架受力模型,得出了支架在自重状态下的滑移临界角为17°,倾倒临界角为37°,要使支架在工作面不发生滑移,初撑力不得小于167.35kN。工作面采取“倾斜-圆弧过渡-水平”布置方式,改变了支架的受力状态,增加了设备的稳定性。通过模拟实验、数值计算、理论分析和现场观测,总结了急斜煤层倾斜分层走向长壁综放工作面矿山压力分布规律、煤岩破坏分布特征,以及顶煤放出规律,对于急倾斜煤层走向长壁综放开采煤岩控制,具有实际的应用价值。
[Abstract]:In this paper, based on the engineering background of 37220 face of Dongxia Coal Mine of Huating Coal Industry Group Co., Gansu Huaneng, the method of similar simulation experiment, theoretical analysis, numerical simulation and engineering practice is adopted.This paper systematically studies the movement law of longwall longwall fully mechanized caving caving, roof breaking distribution law, mine pressure distribution law, top coal caving rule and the stability of working face support in steep coal seam, and obtains some valuable results.It is of practical significance for guiding the mining of coal seam under similar conditions.In the process of longwall longwall fully mechanized caving with inclined stratification in steep coal seam, the caving law of coal and rock in the direction of strike and tendency and the characteristics of rock pressure are studied by using similar simulation experiment, and different dip angles are studied by using adjustable angle loose caving support.The influence of coal drawing sequence and coal drawing mode on the caving law, gangue content and support stability of top coal.The finite difference calculation program FLAC3DX is used to simulate and analyze the macroscopic mechanical process of three dimensional fully mechanized caving face, and the law of coal and rock breaking and migration in the whole advancing process of fully mechanized caving face mining is studied.Based on the calculation program of bulk element (PFC2DX), this paper simulates and analyzes the falling and discharging process, the law of falling and discharging and the characteristics of coal loss under the continuous propelling mode of different caving distance between the scattered top coal and the partially broken direct roof.According to the geological conditions of the working face, the stress model of the support is established, and the slip critical angle is 17 掳and the toppling critical angle is 37 掳under the condition of deadweight. The initial support force must not be less than 167.35 kN if the support does not slip in the working face.The "inclined-arc transition-horizontal" arrangement is adopted in the working face, which changes the stress state of the support and increases the stability of the equipment.By means of simulation experiment, numerical calculation, theoretical analysis and field observation, this paper summarizes the distribution law of mine pressure, the distribution characteristics of coal and rock damage, and the law of top coal caving in inclined and stratified longwall fully mechanized caving face in steeply inclined coal seam.It has practical application value for longwall longwall fully mechanized caving mining rock control of steeply inclined coal seam.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD32;TD823.213
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,本文编号:1707903
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