枣泉煤矿近浅埋煤层首采工作面覆岩破坏规律研究

发布时间：2017-04-20 17:05

  本文关键词：枣泉煤矿近浅埋煤层首采工作面覆岩破坏规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 近十余年来我国对浅埋煤层(150m以内)进行了比较深入的研究,得出典型的浅埋煤层工作面上覆岩层破坏规律。然而,对基岩层厚度比较大、松散载荷层厚度比较小的近浅埋煤层(100~200m)的工作面上覆岩层破断规律研究相对偏少,对岩体破裂与岩层移动过程的规律仍然缺乏完整和统一的认识。因此,在水资源匮乏、生态环境脆弱的西北部地区进行大规模近浅埋煤层开采时,掌握工作面上覆岩层破坏规律,不论对煤矿的安全生产,还是对地下水资源的保护都具有非常重要价值。 宁夏灵武矿区枣泉煤矿2号煤层首采工作面埋深115-215m,本文对该工作面的地质特征进行分析。收集了工作面矿压数据,对矿压显现规律进行了研究。同时,利用相似材料模拟实验,模拟现场工作面的推进,研究工作面覆岩破坏规律和动态发展过程。最后从理论上对覆岩破坏机理进行解释与探索。 研究表明,枣泉煤矿2号煤层首采工作面周期来压不明显,来压期间的支架工作阻力一般不超过额定工作阻力,支架控制顶板的高度小于6~8倍采高,并且周期来压为中部顶板来压步距小,两端顶板来压步距大。通过相似材料模拟实验,得出第一分层开采后,工作面覆岩破坏形成“三带”,Ⅳ号含水层破坏,并测量出“三带”高度和地表下沉量;第二分层开采后,“三带”变成“两带”,Ⅲ号含水层破坏。利用关键层理论确定出工作面上覆岩层中存在4个关键层,经过理论分析和实验过程,认为第一分层开采后,只破坏了第1、2关键层,第二分层开采后,将破坏第3、4关键层,进而从理论上给出了覆岩层破坏的过程和机理。 研究结果对近浅埋煤层工作面的开采具有指导意义。
【关键词】：近浅埋煤层 分层开采 覆岩破坏 相似模拟 破坏机理
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TD325
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 问题的提出及研究意义9-10
• 1.2 国外研究状况10-11
• 1.3 国内研究状况11-19
• 1.3.1 关于覆岩破坏及运动规律的研究12-16
• 1.3.2 关于层状岩层介质属性的认识16-17
• 1.3.3 采场支承压力分布规律的研究17-19
• 1.4 研究的内容和方法19-20
• 2 枣泉煤矿概况及矿压规律研究20-31
• 2.1 地质和开采条件20-24
• 2.1.1 地形地貌20-21
• 2.1.2 地质构造21-22
• 2.1.3 水文地质概况22
• 2.1.4 岩石工程地质特征22-23
• 2.1.5 煤层顶底板特性23
• 2.1.6 煤层及煤质23-24
• 2.1.7 瓦斯、煤尘及煤层自然发火情况24
• 2.2 首采工作面概况及矿压观测24-27
• 2.2.1 工作面概况24-25
• 2.2.2 观测方法及数据整理25-27
• 2.3 采煤工作面矿压显现规律27-30
• 2.3.1 工作面沿走向矿压特征27-28
• 2.3.2 工作面沿倾向矿压特征28-29
• 2.3.3 支架支撑覆岩高度的确定29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 3 覆岩破坏的相似材料模拟试验研究31-41
• 3.1 相似材料模拟方法31-33
• 3.2 相似材料模拟试验设计33-34
• 3.2.1 试验目的33
• 3.2.2 试验设计33-34
• 3.3 开挖设计34-35
• 3.4 试验过程描述35-38
• 3.4.1 第一分层开采过程的描述35-36
• 3.4.2 第二分层开采过程的描述36-38
• 3.4.3 地表下沉观测38
• 3.5 试验结果38-39
• 3.6 本章小结39-41
• 4 覆岩破坏规律机理的理论研究41-61
• 4.1 覆岩破坏规律研究的理论基础41-46
• 4.1.1 覆岩破坏形成结构的理论41-42
• 4.1.2 覆岩破坏移动变形分带的理论42-44
• 4.1.3 关键层理论44-46
• 4.2 工作面上覆岩层破坏运动规律46-54
• 4.2.1 上覆岩层特征46-47
• 4.2.2 覆岩层三带的形成47-49
• 4.2.3 关键层破坏运动规律分析49-54
• 4.3 老顶形成块体结构的机理54-55
• 4.4 老顶岩层破断规律及顶板来压强度计算55-59
• 4.4.1 老顶岩层的初次与周期破断步距56-58
• 4.4.2 顶板来压强度计算58-59
• 4.5 本章小结59-61
• 5 结论61-62
• 5.1 结论61
• 5.2 思考与探讨61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 附录66

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 何鹏飞;大采高采场覆岩结构及围岩控制技术研究[D];太原理工大学;2011年

2 韩俊效;寺河矿大采高长工作面矿压显现规律研究[D];河南理工大学;2011年

3 魏成;磁窑堡技改井近浅埋工作面矿压显现规律研究[D];山东科技大学;2011年

4 胡火明;近浅埋煤层保水开采覆岩运动模拟研究与实测[D];西安科技大学;2009年

5 张莹;几种地形条件下的煤层开采引起的地表移动数值模拟研究[D];中国地质大学（北京）;2010年

6 曹明;近浅埋煤层长壁工作面顶板来压机理研究[D];西安科技大学;2010年

  本文关键词：枣泉煤矿近浅埋煤层首采工作面覆岩破坏规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：319111