东滩矿自动化大采高综采工作面顶板运动规律及控制研究

发布时间：2020-05-17 02:13

【摘要】：在我国的厚煤层开采中,大采高综采技术得到了广泛应用,相应的与之配套的采掘设备也被相继研发出来,目前已有少数矿山在进行自动化大采高综采生产。不少专家学者对于大采高综采工作面的矿压显现规律进行了深入研究,并且得出了非常有价值的研究结论。但是,对于自动化大采高综采工作面顶板运动规律研究的较少。本文结合兖州矿业集团东滩煤矿63上04自动化大采高综采工作面的实际开采条件,对该工作面的矿压显现规律、顶板运动规律以及选用的液压支架的适应性进行了系统的分析研究。所做的工作主要如下:(1)根据地质条件,通过顶板结构分析,将大采高直接顶分为下位直接顶和上位直接顶,给出了其厚度和来压步距的计算公式。(2)分析了大采高支架对顶板的作用,对下位直接顶和上位直接顶的作用采用“给定载荷”方案,对基本顶的作用采用“给定变形”或“限定变形”方案,给出支架的工作阻力计算公式,并进行了计算。(3)使用UDEC模拟软件,模拟了工作面在推进不同的距离时的顶板运动规律、支承压力分布规律和塑性区的分布规律,得到了顶板的垮落步距、超前支承范围以及应力集中系数。(4)对于所提出的顶板控制技术进行了现场试验,分析所得的数据,得出了工作面顶板岩层的初次来压和周期来压步距以及工作面支承压力的影响范围,并且分析了工作面的支架适应性,为同类型的自动化大采高综采工作面的顶板控制提供了参考依据。
【图文】：

技术路线图,直接顶,步距,基本顶

大学硕士学位论文，包括上位直接顶、下位直接顶和基本顶的范围，上位直接顶、下次垮落步距以及基本顶的初次来压步距、周期来压步距等；逡逑２）大采高综采工作面支架一围岩关系，包括支架阻力一围岩变形和位态方程的建立以及顶板和支架顶梁之间的相互作用，通过建进行计算分析，得出合理的支护强度，提出顶板控制技术；逡逑３）大采高综采工作面矿压显现规律，包括走向上的支承压力分布前支承压力影响范围段的顺槽围岩变形及破坏特征；逡逑４）大采高综采工作面支架适应性，对目前所使用的支架进行适应究技术路线逡逑过查阅文献，分析借鉴大采高工作面顶板运动规律及控制技术的化研宄方案，设计研宄路线，如图１．４所示。逡逑资料收集、调研逡逑

模型图,顶板结构,直接顶,模型

２．１．３顶板结构模型的建立逡逑根据大采高工作面的开采特点，结合下位直接顶和上位直接顶的公式，对逡逑支架的受力、顶板的运动进行力学分析形成如图２．１所示的大采高顶板结构模逡逑型。逡逑Ｉ邋甚⑶逦逦逡逑Ｖ邋Ｖ邋ｖ邋＾逦＾Ｎ－邋＾ｌＶ邋ＶＸＸＶＶＶＶＸＸＶＶ－ＶＶＶＶＶＶ＾ｉ逡逑图２．１大采高顶板结构模型逡逑Ｆｉｇ２．１邋Ｒｏｏｆ邋ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ邋ｍｏｄｅｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｗｉｔｈ邋ｌａｒｇｅ邋ｍｉｎｉｎｇ邋ｈｅｉｇｈｔ逡逑从图２．１可以看出，当煤层被采出后，首先垮落的是位于煤层上方的下位直逡逑接顶，下位直接顶冒落成破碎的矸石，对采空区进行充填；但是，由于是大采高逡逑工作面垮落带的范围大，所以会有一层可以继续垮落的岩层位于于下位直接顶逡逑的上方，即上位直接顶。下位直接顶垮落后，，工作面继续向前推进，先前垮落的逡逑矸石上方会被上位直接顶的逐渐堆砌从而继续充填采空区。一般来说，上位直逡逑接顶较下位直接顶破碎的块度较大，形状也较规则，可能形成悬臂梁、短砌体逡逑梁结构。当工作面继续向前推进时，基本顶来压之后开始逐步破坏、断裂，以铰逡逑接岩梁的方式回转下沉
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD323

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