小保当煤矿大采高工作面煤壁片帮控制技术研究

发布时间：2019-09-15 21:15

【摘要】：大采高综采是目前厚煤层的主要开采方法,随着采高的增加,煤壁片帮问题日益突出,成为制约煤矿安全高效开采的难题之一。因此,研究大采高综采工作面煤壁片帮具有很大的理论意义和实际价值。论文以小保当煤矿大采高综采工作面为工程背景,通过理论分析、物理相似模拟、数值模拟的方法研究了煤壁片帮的形式和力学机理,分析了煤壁片帮的原因并提出大采高综采工作面煤壁片帮控制的技术措施。结合小保当煤矿开采条件,理论分析得出煤体强度较小是2-2煤工作面煤壁片帮的主要内部因素。通过物理相似模拟实验对7.5m、5m大采高综采工作面支架工作阻力和超前支承压力进行分析,结果表明:工作面支架初撑力和工作阻力均不能满足实际需要,致使煤壁受到顶板的压力较大,片帮严重;工作面来压时支承压力峰值大,峰值点距离煤壁远,煤壁前方70m、50m范围内支承压力增幅剧烈,煤体松软范围大,片帮倾向增大;以上两点是小保当煤矿工作面煤壁发生片帮的主要外部因素。为提高工作面煤壁稳定性,在7.5m、5m采高的实际开采中增加支架初撑力至13000kN、9900kN,工作阻力至20000kN、13600kN,并超前支护巷道工作面前方围岩。通过数值模拟分别对采高、支架支护强度和护帮板支护强度三种影响工作面煤壁片帮的可控性因素进行模拟。由采场塑性区图得到了煤壁前方煤体破坏范围、煤壁最大水平位移量的大小、煤体超前支承压力峰值位置距煤壁水平距离,得出结果与物理相似模拟实验结果基本一致。据此,优化了小保当煤矿开采的综采工艺参数。结合全文研究,提出了小保当煤矿开采过程中控制片帮的综合措施:提高煤体强度及支架初撑力和工作阻力、强制放顶、采用及时支护方式、浅截深割煤和加强对工作面的生产技术管理。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD355

【参考文献】

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本文编号：2535933