特厚煤层综放开采顶煤体“三带”放煤理论与应用

发布时间：2018-10-20 09:35

【摘要】：采用实验室实验、数值模拟、相似模拟和理论分析相结合的研究方法,对特厚煤层综放开采顶煤体破坏的演化过程进行了深入研究。结果表明:特厚煤层综放开采过程中,超前支承压力对中、下位顶煤体内裂隙的扩展和顶煤体的破坏起着关键性作用;控顶区内支架的反复支撑进一步加剧了下位顶煤体的破坏;控顶区后的冒落阶段,充分破碎的下位顶煤体能够随采随冒,中位顶煤体随着下位顶煤体的放出而成块状冒落,而上位顶煤体呈周期性滞后垮落。基于特厚顶煤体上、中、下位明显的不同破坏、冒落特征,提出了特厚煤层综放开采顶煤体"三带"结构模型,即自下而上分别为"散体带"、"块体带"、"裂隙梁带"。通过分析各带的破坏动力机制及其冒落特征,提出了分带厚度的确定方法。通过对同煤塔山煤矿特厚煤层综放开采顶煤体垮落形态实测,进一步验证并完善了"三带"结构模型。即:特厚煤层综放开采顶煤体一般存在"三带"结构,但在特定条件下可能只呈现"一带"或"两带",其形成过程主要与顶煤体厚度、煤体强度、煤体裂隙发育程度、地应力等因素有关。
[Abstract]:By means of laboratory experiment, numerical simulation, similarity simulation and theoretical analysis, the evolution process of top coal body failure in fully mechanized caving mining of extra thick coal seam is studied. The results show that: in the process of fully mechanized caving mining in ultra-thick coal seam, the leading supporting pressure plays a key role in the expansion of cracks in the body of the lower top coal and the destruction of the top coal body; The repeated support of the support in the roof control area further intensifies the destruction of the coal body at the lower top, and in the caving stage after the roof control area, the fully broken coal body of the lower top coal can follow the mining process, while the middle top coal body falls into blocks with the release of the lower top coal body. But the top coal body periodically lags in collapse. Based on the distinct failure and caving characteristics of the upper, middle and lower coal bodies, the "three zones" structural model of top coal body in fully mechanized caving mining of extra thick coal seam is put forward, that is, "loose zone", "block belt" and "crack beam zone" from bottom to top respectively. Based on the analysis of the failure dynamic mechanism and the falling characteristics of each belt, a method for determining the zonation thickness is put forward. The structure model of "three zones" has been further verified and perfected by measuring the caving shape of top coal body in fully mechanized caving coal seam of Tashan coal mine. That is, the top coal body in the fully mechanized caving mining of the extra thick coal seam generally has a "three zone" structure, but under certain conditions it may only present "one belt" or "two zones", and its forming process is mainly related to the thickness of the top coal body, the strength of the coal body, and the development degree of the coal body fracture. The earth stress and other factors are related.
【作者单位】： 中国煤炭科工集团有限公司;煤炭科学研究总院;天地科技股份有限公司;
【基金】：国家自然科学青年基金资助项目(51504135) 煤炭科学研究总院科技创新基金资助项目(2015ZYJ001)
【分类号】：TD823.254

【参考文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2282743