采空区下特厚煤层大采高综放工作面煤壁稳定性及其控制研究
发布时间：2021-03-13 10:41
针对大采高综放工作面，尤其是采空区下特厚煤层大采高综放工作面易发生煤壁滑移片帮以及现有煤壁片帮深度预测和片帮控制方法存在的突出问题，以斜沟煤矿13号煤层23103首采工作面为工程背景，在详细分析和总结前人已有研究成果的基础上，采用现场实测、理论分析和数值模拟相结合的手段，运用毕肖普（Bishop）条分法基本原理，对23103这种采空区下15m特厚煤层大采高综放开采的采场矿压特征、煤壁滑移片帮危险性、片帮深度预测以及片帮控制技术措施等进行了系统的研究，得到了以下结论：（1）通过采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法，研究分析了上覆8号煤采空区冒落矸石以及遗留走向煤柱对13号煤层23103首采工作面矿压的影响。理论分析得出，23103工作面在8号煤层遗留走向煤柱正下方的垂直附加应力系数最大，为0.5498；越往工作面两端，其垂直附加应力系数越小，最小减至0.0706。模拟结果显示，23103工作面中部附近的垂直附加应力系数达0.400.55；当工作面推进100m之后，其中部煤壁前方的垂直应力峰值达13Mpa，应力集中系数为2.36。实测结果显示，工作面中部液压支...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 采空区下特厚煤层大采高综放工作面矿压特征研究现状
1.2.2 大采高综采/放工作面煤壁片帮机理研究现状
1.2.3 大采高综采/放工作面煤壁片帮影响因素研究现状
1.2.4 大采高综采/放工作面煤壁片帮控制技术研究现状
1.3 目前主要存在的问题
1.4 论文研究的主要内容及方法
1.5 论文研究技术路线
第二章 采空区下特厚煤层大采高综放工作面矿压特征
2.1 工程背景
2.1.1 矿区概况
2.1.2 工作面概况
2.2 上覆采空区及遗留走向煤柱对 23103 工作面的影响分析
2.2.1 理论分析
2.2.2 数值模拟
2.3 23103 工作面液压支架载荷特征
2.3.1 液压支架载荷监测仪器及测点布置
2.3.2 液压支架载荷监测结果及其分析
2.4 小结
第三章 煤壁滑移片帮危险性及其片帮深度的分析
3.1 理论基础
3.1.1 毕肖普（Bishop）条分法简介
3.1.2 煤壁滑移面安全系数计算式推导
3.2 23103 工作面煤壁滑移面安全系数计算
3.2.1 滑移面位置的确定
3.2.2 安全系数 K 的求解
3.3 23103 工作面煤壁最大片帮深度的确定及预测效果
3.3.1 临界滑移面位置及最大片帮深度的确定
3.3.2 预测的准确性对比分析
3.4 小结
第四章 液压支架初撑力以及护帮板推力对煤壁稳定性的影响分析
4.1 理论基础
4.2 液压支架初撑力对煤壁前方垂直应力分布的影响
4.2.1 模型及方案
4.2.2 模拟结果及其分析
4.3 液压支架初撑力以及护帮板推力对煤壁稳定性的影响
4.3.1 计算方案
4.3.2 计算结果及其分析
4.4 数值模拟验证
4.4.1 模型及方案
4.4.2 模拟结果及其分析
4.5 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文和参与的研究课题
攻读硕士学位期间发表的学术论文
攻读硕士学位期间参与的研究课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]特厚煤层大采高综放工作面煤壁片帮机制分析[J]. 常聚才,谢广祥,张学会. 岩土力学. 2015(03)
[2]基于顶板与煤壁控制的支架阻力的确定[J]. 王家臣,王蕾,郭尧. 煤炭学报. 2014(08)
[3]大同矿区特厚煤层综放回采巷道强矿压显现机制及控制技术[J]. 于斌,刘长友,刘锦荣. 岩石力学与工程学报. 2014(09)
[4]残煤复采大采高液压支架阻力对煤壁片帮影响分析[J]. 王元杰,田晓. 工矿自动化. 2014(09)
[5]平朔矿区近距离煤层采空区下巷道支护技术研究[J]. 高建军,张忠温. 煤炭科学技术. 2014(05)
[6]特厚煤层高强度综放开采水力压裂顶板控制技术研究[J]. 于斌,段宏飞. 岩石力学与工程学报. 2014(04)
[7]液压支架护帮板的改进设计[J]. 徐坚,李秀玲. 煤矿机械. 2014(02)
[8]大同矿区双系煤层开采煤柱影响下的强矿压显现机理[J]. 于斌,刘长友,杨敬轩,刘锦荣. 煤炭学报. 2014(01)
[9]特厚煤层采空区下综放开采顶板岩层破断规律[J]. 黄志增. 煤炭科学技术. 2013(07)
[10]神东矿区近距离煤层出一侧采空煤柱压架机制[J]. 鞠金峰,许家林,朱卫兵,王路军. 岩石力学与工程学报. 2013(07)
博士论文
[1]大同矿区特厚煤层综放开采强矿压显现机理及顶板控制研究[D]. 于斌.中国矿业大学 2014
[2]开采沉陷塑性损伤结构理论与冒矸空隙注浆充填技术的研究[D]. 王建学.煤炭科学研究总院 2001
本文编号：3080075
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 采空区下特厚煤层大采高综放工作面矿压特征研究现状
1.2.2 大采高综采/放工作面煤壁片帮机理研究现状
1.2.3 大采高综采/放工作面煤壁片帮影响因素研究现状
1.2.4 大采高综采/放工作面煤壁片帮控制技术研究现状
1.3 目前主要存在的问题
1.4 论文研究的主要内容及方法
1.5 论文研究技术路线
第二章 采空区下特厚煤层大采高综放工作面矿压特征
2.1 工程背景
2.1.1 矿区概况
2.1.2 工作面概况
2.2 上覆采空区及遗留走向煤柱对 23103 工作面的影响分析
2.2.1 理论分析
2.2.2 数值模拟
2.3 23103 工作面液压支架载荷特征
2.3.1 液压支架载荷监测仪器及测点布置
2.3.2 液压支架载荷监测结果及其分析
2.4 小结
第三章 煤壁滑移片帮危险性及其片帮深度的分析
3.1 理论基础
3.1.1 毕肖普（Bishop）条分法简介
3.1.2 煤壁滑移面安全系数计算式推导
3.2 23103 工作面煤壁滑移面安全系数计算
3.2.1 滑移面位置的确定
3.2.2 安全系数 K 的求解
3.3 23103 工作面煤壁最大片帮深度的确定及预测效果
3.3.1 临界滑移面位置及最大片帮深度的确定
3.3.2 预测的准确性对比分析
3.4 小结
第四章 液压支架初撑力以及护帮板推力对煤壁稳定性的影响分析
4.1 理论基础
4.2 液压支架初撑力对煤壁前方垂直应力分布的影响
4.2.1 模型及方案
4.2.2 模拟结果及其分析
4.3 液压支架初撑力以及护帮板推力对煤壁稳定性的影响
4.3.1 计算方案
4.3.2 计算结果及其分析
4.4 数值模拟验证
4.4.1 模型及方案
4.4.2 模拟结果及其分析
4.5 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文和参与的研究课题
攻读硕士学位期间发表的学术论文
攻读硕士学位期间参与的研究课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]特厚煤层大采高综放工作面煤壁片帮机制分析[J]. 常聚才,谢广祥,张学会. 岩土力学. 2015(03)
[2]基于顶板与煤壁控制的支架阻力的确定[J]. 王家臣,王蕾,郭尧. 煤炭学报. 2014(08)
[3]大同矿区特厚煤层综放回采巷道强矿压显现机制及控制技术[J]. 于斌,刘长友,刘锦荣. 岩石力学与工程学报. 2014(09)
[4]残煤复采大采高液压支架阻力对煤壁片帮影响分析[J]. 王元杰,田晓. 工矿自动化. 2014(09)
[5]平朔矿区近距离煤层采空区下巷道支护技术研究[J]. 高建军,张忠温. 煤炭科学技术. 2014(05)
[6]特厚煤层高强度综放开采水力压裂顶板控制技术研究[J]. 于斌,段宏飞. 岩石力学与工程学报. 2014(04)
[7]液压支架护帮板的改进设计[J]. 徐坚,李秀玲. 煤矿机械. 2014(02)
[8]大同矿区双系煤层开采煤柱影响下的强矿压显现机理[J]. 于斌,刘长友,杨敬轩,刘锦荣. 煤炭学报. 2014(01)
[9]特厚煤层采空区下综放开采顶板岩层破断规律[J]. 黄志增. 煤炭科学技术. 2013(07)
[10]神东矿区近距离煤层出一侧采空煤柱压架机制[J]. 鞠金峰,许家林,朱卫兵,王路军. 岩石力学与工程学报. 2013(07)
博士论文
[1]大同矿区特厚煤层综放开采强矿压显现机理及顶板控制研究[D]. 于斌.中国矿业大学 2014
[2]开采沉陷塑性损伤结构理论与冒矸空隙注浆充填技术的研究[D]. 王建学.煤炭科学研究总院 2001
本文编号：3080075
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