基于端面顶板稳定性的综放采场支架—围岩关系研究
发布时间：2020-12-25 18:10
采场支架围岩作用关系的研究是煤矿地下开采岩层控制的核心内容。本文针对综采放顶煤生产现场端面顶板失稳现象,对支架-围岩体系受端面顶板稳定性影响下的相互作用机理进行了研究。首先统计分析典型综放现场端面顶板失稳情况,明确了端面顶板稳定性对采场支架围岩作用体系的影响形式及影响因素,并利用数学评价方法对其进行了分类和权重排序。然后通过理论研究对综放采场支架围岩作用体系中的支架覆岩平衡结构失稳机理进行了运动力学分析,圈定了工程尺度下支架围岩作用关系研究范围。最后利用相似模拟实验和数值模拟两种手段对工程尺度范围下支架-煤壁联合支撑体系受端面顶板稳定性各因素影响特征进行了分析,并对选定综放工作面顶板管理措施提出了改进建议。具体的研究结论如下:（1）通过大量查阅我国综放采场端面顶板失稳现场资料,端面顶板失稳和煤壁片帮等工作面围岩失稳现象与采场来压同步,在工作面生产条件变化时差异明显。支架控顶效果受到采场端面顶板弱支护区的影响,支架围岩相互作用关系失衡易造成端面顶板失稳冒落,若不及时采取控制措施,则端面顶板失稳会反作用于支架围岩体系,造成工作面生产条件恶化。（2）从主动控制角度出发,拟定了18项端面顶板稳...
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
工作面端面冒顶Fig.1.1Tip-to-facerooffallofworkingpanel
们需要控制不利于生产的应力变化，如构筑人工支护物、安当利用并促进有利于开采的应力扰动，如爆破切顶、创造放炭开采场所应力场环境的准确判断和分析研究是实现煤炭前提，特别是在长壁工作面推进过程中，剧烈的采动影响将围、不间断的扰动，其变化规律的探究对于回采工作的正常在应力场实测技术方面，经过半个世纪的发展，可以有效测种[8]，主要包括直接测量应力分量获取完整地应力信息的水、声发射[10]等，以及通过测量与地应力相关物理量的应力解理法等。石力学学会（ISRM）曾建议采用 4 种的确定岩石应力的方、水压致裂法、USBM 型钻孔变形计和 CSIRO 型空心包体一定程度的标准化[12-15]。1978 年，Brown 和 Hoek[16]首次对进行了地应力数据整理，绘制了《全球应力分布图》，后续8]、Heidbach[19]等人对其进行了更新完善，为采矿工程提供了计和区域研究中关键的地应力信息（如图 1.2 示）。
约我国厚煤层高产高效安全生产的发展趋势。壁工作面端面冒顶及控制机理开采中顶板不受控冒落一直是影响并制约煤炭安全生产的主要主要内容就是对顶板冒落机理、预判和控制对策的研究，并分成。在采场方面，顶板失稳冒落主要发生于支架前端至煤壁间的端机械化开采从应用之初至今，液压支架最大工作阻力已经突破支架顶梁等面积 100m 高的岩柱重量），但是对于支架上方顶板控制问题仍然没有彻底解决。特别是液压支架前端到煤壁的无板，受到液压支架设计和回采工艺的影响，这部分顶板最容易发效应，其稳定性的研究是采场顶板控制的核心内容。对于放顶煤言，先天条件是支架上方为软弱顶煤，后天条件则是液压支架设采工艺的合理配合，只有两者相互协调并形成科学可行的“支关系，辅以相应的回采工艺调整，才能逐渐避免端面顶板失稳带
【参考文献】：
期刊论文
[1]再论煤炭的科学开采[J]. 钱鸣高,许家林,王家臣. 煤炭学报. 2018(01)
[2]我国放顶煤开采的工程实践与理论进展[J]. 王家臣. 煤炭学报. 2018(01)
[3]特厚煤层大采高综采综放适应性评价和技术原理[J]. 王国法,庞义辉. 煤炭学报. 2018(01)
[4]重复采动条件下坚硬顶板力学试验研究[J]. 胡千庭,田成林,谭云亮,孙海涛,戴林超,曹偈. 中国矿业大学学报. 2018(01)
[5]2017中国煤炭企业科学产能排行榜[J]. 科学新闻. 2017(10)
[6]大采高液压支架结构优化设计及适应性分析[J]. 庞义辉,王国法. 煤炭学报. 2017(10)
[7]综放面单侧采空煤柱稳定性研究及实测[J]. 魏臻,李晋平,何富连,张守宝. 矿业科学学报. 2017(04)
[8]基于煤壁“拉裂-滑移”力学模型的支架护帮结构分析[J]. 庞义辉,王国法. 煤炭学报. 2017(08)
[9]超大采高工作面液压支架与围岩耦合作用关系[J]. 王国法,庞义辉,李明忠,马英,刘新华. 煤炭学报. 2017(02)
[10]中国煤矿矿区地应力场特征与断层活动性分析[J]. 李鹏,苗胜军. 煤炭学报. 2016(S2)
博士论文
[1]大采高转综放条件下采煤工艺及顶板稳定性研究[D]. 栗建平.中国矿业大学（北京） 2014
[2]平朔特大型综放面矿压规律及架型合理化研究[D]. 田金泽.中国矿业大学(北京) 2012
[3]两柱掩护式放顶煤支架与围岩关系及适应性研究[D]. 杨培举.中国矿业大学 2009
[4]围岩宏观应力壳和采动裂隙演化特征及其动态效应研究[D]. 杨科.安徽理工大学 2007
本文编号：2938144
【文章来源】：中国矿业大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
工作面端面冒顶Fig.1.1Tip-to-facerooffallofworkingpanel
们需要控制不利于生产的应力变化，如构筑人工支护物、安当利用并促进有利于开采的应力扰动，如爆破切顶、创造放炭开采场所应力场环境的准确判断和分析研究是实现煤炭前提，特别是在长壁工作面推进过程中，剧烈的采动影响将围、不间断的扰动，其变化规律的探究对于回采工作的正常在应力场实测技术方面，经过半个世纪的发展，可以有效测种[8]，主要包括直接测量应力分量获取完整地应力信息的水、声发射[10]等，以及通过测量与地应力相关物理量的应力解理法等。石力学学会（ISRM）曾建议采用 4 种的确定岩石应力的方、水压致裂法、USBM 型钻孔变形计和 CSIRO 型空心包体一定程度的标准化[12-15]。1978 年，Brown 和 Hoek[16]首次对进行了地应力数据整理，绘制了《全球应力分布图》，后续8]、Heidbach[19]等人对其进行了更新完善，为采矿工程提供了计和区域研究中关键的地应力信息（如图 1.2 示）。
约我国厚煤层高产高效安全生产的发展趋势。壁工作面端面冒顶及控制机理开采中顶板不受控冒落一直是影响并制约煤炭安全生产的主要主要内容就是对顶板冒落机理、预判和控制对策的研究，并分成。在采场方面，顶板失稳冒落主要发生于支架前端至煤壁间的端机械化开采从应用之初至今，液压支架最大工作阻力已经突破支架顶梁等面积 100m 高的岩柱重量），但是对于支架上方顶板控制问题仍然没有彻底解决。特别是液压支架前端到煤壁的无板，受到液压支架设计和回采工艺的影响，这部分顶板最容易发效应，其稳定性的研究是采场顶板控制的核心内容。对于放顶煤言，先天条件是支架上方为软弱顶煤，后天条件则是液压支架设采工艺的合理配合，只有两者相互协调并形成科学可行的“支关系，辅以相应的回采工艺调整，才能逐渐避免端面顶板失稳带
【参考文献】：
期刊论文
[1]再论煤炭的科学开采[J]. 钱鸣高,许家林,王家臣. 煤炭学报. 2018(01)
[2]我国放顶煤开采的工程实践与理论进展[J]. 王家臣. 煤炭学报. 2018(01)
[3]特厚煤层大采高综采综放适应性评价和技术原理[J]. 王国法,庞义辉. 煤炭学报. 2018(01)
[4]重复采动条件下坚硬顶板力学试验研究[J]. 胡千庭,田成林,谭云亮,孙海涛,戴林超,曹偈. 中国矿业大学学报. 2018(01)
[5]2017中国煤炭企业科学产能排行榜[J]. 科学新闻. 2017(10)
[6]大采高液压支架结构优化设计及适应性分析[J]. 庞义辉,王国法. 煤炭学报. 2017(10)
[7]综放面单侧采空煤柱稳定性研究及实测[J]. 魏臻,李晋平,何富连,张守宝. 矿业科学学报. 2017(04)
[8]基于煤壁“拉裂-滑移”力学模型的支架护帮结构分析[J]. 庞义辉,王国法. 煤炭学报. 2017(08)
[9]超大采高工作面液压支架与围岩耦合作用关系[J]. 王国法,庞义辉,李明忠,马英,刘新华. 煤炭学报. 2017(02)
[10]中国煤矿矿区地应力场特征与断层活动性分析[J]. 李鹏,苗胜军. 煤炭学报. 2016(S2)
博士论文
[1]大采高转综放条件下采煤工艺及顶板稳定性研究[D]. 栗建平.中国矿业大学（北京） 2014
[2]平朔特大型综放面矿压规律及架型合理化研究[D]. 田金泽.中国矿业大学(北京) 2012
[3]两柱掩护式放顶煤支架与围岩关系及适应性研究[D]. 杨培举.中国矿业大学 2009
[4]围岩宏观应力壳和采动裂隙演化特征及其动态效应研究[D]. 杨科.安徽理工大学 2007
本文编号：2938144
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