浅埋煤层大采高工作面顶板结构及其稳定性研究
[Abstract]:Shallow and thick coal seams in northern Shaanxi are rich in reserves and widely used in large mining height technology. With the increase of mining height, the type of support frame is increasing, the support cost is increasing, and the determination of reasonable working resistance is lack of scientific basis, which restricts the safe and economic mining. It is of great theoretical and practical significance to study the roof structure and stability of large mining face in shallow coal seam, to reveal the pressure mechanism and to determine the reasonable support resistance. Based on the analysis of the measured data of large mining face with mining height of 4 m ~ 5 m ~ 6 m in shallow coal seam mining area, it is concluded that with the increase of mining height, the working resistance increases continuously, especially when mining height reaches 6.8 m, the working resistance increases sharply and the dynamic load coefficient increases. The overall level is flat. Through the physical similarity simulation of the large mining face of 6.3m height in Sandaogou coal mine and the 6m mining face of Zhangjiaomao coal mine, it is concluded that the peak value of the leading supporting pressure of the working face is 1.72 times of the original rock stress. The influence range of peak value is 60 ~ 80 m, and the position of peak value from coal wall is about 2 times of mining height. With the increase of mining height, the equivalent direct top thickness increases continuously. It is found that the change of equivalent direct roof thickness is the main factor affecting the roof structure of large mining height, and the failure pattern of equivalent direct roof has obvious influence on the characteristics of pressure coming from large mining height. Due to the equivalent direct roof thickening, the main roof hinged up and the goaf filling is not sufficient, the key layer of the main roof and the lower part of the main roof is "inclined step rock beam" structure along the broken line, and the upper key layer is the "masonry beam" structure. The structure of the lower key layer is the main influence to the pressure coming from the working face. According to the influence of the backwardness degree of the equivalent direct roof on the roof structure, the equivalent direct roof is divided into three types, namely, the full filling type, the general filling type, and the underfilled type. The effect of the ratio of equivalent direct roof to mining height on the rate of caving and filling is analyzed. In view of the condition that the main roof break is located on the coal wall and behind the coal wall, the structural model of "inclined step rock beam" of the roof of the large mining face is established, and the calculation formula of the working resistance of the support under two conditions is obtained, which is verified by an engineering example. Based on this model, the effects of equivalent direct roof thickness, main roof block length, roof critical layer thickness, roof breaking angle and the breakpoint position of roof key layer on the working resistance of the support are analyzed, which provide the basis for the strata control in the mining stope with large mining height.
【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】:TD323
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,本文编号:2205793
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