当前位置:主页 > 科技论文 > 矿业工程论文 >

大倾角变角度综放工作面覆岩运移规律分析及应用

发布时间:2018-09-19 15:48
【摘要】:大倾角变角度工作面顶板破坏与运移规律特殊,变角段“支架—围岩”系统稳定性控制难度大。本文以枣泉煤矿大倾角变角度120210综放工作面为研究背景,通过现场观测、物理相似材料模拟实验和数值计算实验相结合的手段,运用已有的大倾角煤层开采理论,系统研究了大倾角变角度工作面特别是变角段处的覆岩运移规律,研究表明:大倾角变角度煤层覆岩垮落具有明显的时序性和不均匀性,以变角段为界工作面顶板的应力场分布、破坏场分布、采空区充填特征以及支架工作阻力分布均出现了不同于单一倾角煤层的规律与特点。变角段应力集中,变形程度高,采空区充填程度低、支架与顶板约束作用差,是工作面覆岩运移特征的关键影响因素;大倾角变角度工作面顶板应力呈“驼峰”状非对称分布形态。上下区段的应力场在变角段出现叠加,造成变角段附近顶板应力集中,变形破坏程度高,拉伸破坏范围增大。上区段及下区段的顶板最大垂直应力随着变角度的增大而降低,但峰值位置不断向变角度处移近,加剧了整个工作面顶板应力分布的非对称性;上区段煤层倾角较小,垮落矸石沿倾斜方向的滑移充填作用不充分,下区段上部和变角段顶板破碎程度高,垮落充分,垮落矸石在重力作用下向下区段发生滑移,呈现下区段充填压实、变角段部分充填、上区段完全充填的特征。同时上区段垮落矸石不能有效对变角段采空区进行补充,该处垮落矸石对顶板的约束作用最弱,上覆岩层运动程度加剧,失稳形式复杂化。枣泉煤矿120210工作面支架受载及稳定性特征验证了大倾角变角度工作面的覆岩运移破坏特征,基于这一特征并结合现场生产实际,枣泉煤矿大倾角变角度工作面依据“上区段为高效生产的主体,下区段是实现安全的基础,变角段是上下区段转换的关键”的原则进行生产技术管理,可获得良好的经济与社会效益。
[Abstract]:The rule of roof failure and movement is special in large angle and variable angle working face, so it is difficult to control the stability of "support-surrounding rock" system in variable angle section. In this paper, based on the research background of 120210 fully mechanized caving face with large dip angle and variable angle in Zaoquan Coal Mine, by means of field observation, physical similar material simulation experiment and numerical calculation experiment, the existing mining theory of large dip angle coal seam is used. In this paper, the overlying rock migration law of large dip angle variable angle working face, especially at variable angle section, is systematically studied. The study shows that the overburden rock collapse of large dip angle variable angle coal seam has obvious time series and inhomogeneity. The distribution of stress field, failure field, filling characteristics of goaf and working resistance distribution of support are different from that of single dip coal seam. Stress concentration, high degree of deformation, low degree of filling in goaf and poor constraint between support and roof are the key factors affecting the characteristics of overlying rock movement in the working face. The roof stress of the working face with large dip angle varied in the form of "hump" asymmetrical distribution. The stress field of the upper and lower section is superposed in the variable angle section, which results in the stress concentration of roof near the variable angle section, the high degree of deformation and failure, and the extension of tensile failure range. The maximum vertical stress of roof in the upper and lower sections decreases with the increasing of the angle, but the peak position moves closer to the variable angle, which intensifies the asymmetry of the distribution of the roof stress in the whole working face, and the inclined angle of the coal seam in the upper section is small. The slippage and filling of the caving gangue along the inclined direction is not sufficient, the upper part of the lower section and the variable angle section have a high degree of breaking and falling, and the caving gangue slips down the section under the action of gravity, which shows that the next section is filled with compaction. The characteristic of partial filling in the variable angle segment and complete filling in the upper section. At the same time, the caving gangue in the upper section can not effectively supplement the goaf of the variable angle section, where the caving gangue has the weakest constraint on the roof, the movement degree of the overlying rock is intensified, and the form of instability is complicated. The characteristics of bearing load and stability of 120210 working face in Zaoquan Coal Mine verify the characteristics of overburden movement and failure in the face with large dip angle and variable angle. Based on this characteristic and combined with the field production practice, According to the principle that "the upper section is the main body of high efficiency production, the lower section is the basis for realizing safety, and the variable angle section is the key to the conversion of the upper and lower sections", the production technology management is carried out. Good economic and social benefits can be obtained.
【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】:TD325

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 傅先杰;特殊推覆体下开采覆岩破坏特性浅析[J];矿业安全与环保;2000年S1期

2 傅先杰;特殊推覆体下开采覆岩破坏及其地表沉降特征浅析[J];煤炭科技;2001年03期

3 石文球;特殊推覆体下开采覆岩破坏及其地表沉降特征浅析[J];煤炭技术;2005年08期

4 张华兴,张刚艳,许延春;覆岩破坏裂缝探测技术的新进展[J];煤炭科学技术;2005年09期

5 檀双英;康永华;刘治国;张玉军;张刚艳;;祁东煤矿综采覆岩破坏特征[J];煤炭科学技术;2006年09期

6 葛英豪;肖建辉;刘文中;冯士安;;许疃煤矿8223工作面开采覆岩破坏特征的研究[J];煤矿安全;2009年03期

7 王金安;纪洪广;张燕;;不整合地层下开采覆岩移动变异性研究[J];煤炭学报;2010年08期

8 张玉军;;钻孔电视探测技术在煤层覆岩裂隙特征研究中的应用[J];煤矿开采;2011年03期

9 刘凯;;地面电磁法探测覆岩破坏的应用[J];科技资讯;2012年02期

10 沈永炬;黄远;;不同间距多煤层开采覆岩破坏特征的数值模拟[J];中国矿业;2012年07期

相关会议论文 前10条

1 金洪伟;许家林;朱卫兵;;覆岩移动的拱-梁组合结构模型的初步研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(1)[C];2009年

2 孙如华;李文平;李小琴;;叠加开采顶板覆岩变形破坏研究[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年

3 张庆松;高延法;刘松玉;;覆岩结构破坏度模型及其应用研究[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年

4 杨逾;范学理;刘文生;赵德深;;覆岩离层注浆中注浆量的确定[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年

5 李培现;谭志祥;闫丽丽;邓喀中;;采动覆岩裂隙发育数值模拟力学参数反演[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

6 刘昆轮;张传玖;;宽沟煤矿覆岩活动及应力演化的数值模拟研究[A];煤炭开采新理论与新技术——中国煤炭学会开采专业委员会2012年学术年会论文集[C];2012年

7 李刚;梁冰;;采场覆岩层渗流场形成机理及其应用[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年

8 易德礼;康永华;赵开全;;祁东煤矿高水压裂隙岩体综采覆岩破坏规律研究[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年

9 杨居友;;覆岩(离层)注浆工程自动监测系统的研究[A];开滦矿区采矿技术与实践文集[C];2009年

10 耿养谋;;矿山开采覆岩应力拱演化规律研究[A];2009矿山灾害预防控制学术研讨会论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前10条

1 于辉;近距离煤层开采覆岩结构运动及矿压显现规律研究[D];中国矿业大学(北京);2015年

2 金志远;浅埋近距煤层重复扰动区覆岩导水裂隙发育规律及其控制[D];中国矿业大学;2015年

3 贾凯军;超高水材料袋式充填开采覆岩活动规律与控制研究[D];中国矿业大学;2015年

4 黄刚;罗河铁矿充填开采覆岩稳定性及地表沉降研究[D];北京科技大学;2016年

5 尹士献;构造应力场与采动应力场协同作用下对覆岩变形影响研究[D];河南理工大学;2015年

6 安百富;固体密实充填回收房式煤柱围岩稳定性控制研究[D];中国矿业大学;2016年

7 李西蒙;快速推进长壁工作面覆岩失稳运动的动态时空规律研究[D];中国矿业大学;2015年

8 冯美生;浅埋煤层采动覆岩破断规律研究[D];辽宁工程技术大学;2014年

9 刘世奇;厚煤层开采覆岩破坏规律及粘土隔水层采动失稳机理研究[D];中国矿业大学(北京);2016年

10 吴士良;对采场矿山压力有明显影响的覆岩破坏运动演化规律[D];山东科技大学;2002年

相关硕士学位论文 前10条

1 李东雷;深部采煤采动阶段覆岩运动规律及多因素耦合致灾机理研究[D];河北工程大学;2015年

2 韩佩博;三维采动应力条件下煤层覆岩及底板裂隙场演化规律与瓦斯运移特征研究[D];重庆大学;2015年

3 刘家云;深部仰斜开采工作面覆岩变形破坏规律研究[D];太原理工大学;2016年

4 王凯;厚黄土地区煤矿开采对上覆松散含水层影响的机理研究[D];太原理工大学;2016年

5 邓康宇;孙疃矿1026孤岛采场覆岩运动规律及矿压显现研究[D];安徽理工大学;2016年

6 李彦辉;巨厚砾岩层下特厚煤层开采覆岩及地表沉陷规律研究[D];河南理工大学;2015年

7 朱时东;王河矿膏体充填开采覆岩移动变形及地表沉陷规律研究[D];河南理工大学;2015年

8 陈帅;采空区覆岩冒落及孔隙率分布规律研究[D];河南理工大学;2015年

9 董明丽;告成矿覆岩反倾区开采顶板移动及地表变形规律[D];河南理工大学;2015年

10 李圣军;哈拉沟煤矿高强度开采覆岩与地表破坏特征研究[D];河南理工大学;2015年



本文编号:2250572

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/2250572.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户c6915***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com