葫芦素煤矿厚砂岩顶板中厚煤层综采覆岩活动规律研究

发布时间：2021-09-15 19:14

　　目前,内蒙古地区煤矿基本上处于浅埋煤层开采阶段。然而,由于煤矿地质条件复杂,煤层埋深差异较大,以内蒙古呼吉尔特矿区为例,该矿区开采煤层埋深普遍在600 m以上,因此仅对浅埋煤层开采研究并不能全面地指导内蒙古煤矿开采。本文基于葫芦素煤矿21102综采工作面采矿地质条件,采用现场调研、实验室试验、理论分析、数值模拟、现场实测相结合的综合研究方法,对葫芦素煤矿厚砂岩顶板中厚煤层综采覆岩活动规律进行研究。本文主要研究成果如下:（1）分析总结了葫芦素煤矿采矿地质条件,并开展了21102综采工作面煤岩体物理力学参数测试,得到了2-1#煤、直接顶、基本顶和直接底的单轴抗压强度分别为12.97 MPa、17.48 MPa、33.73 MPa、38.31 MPa,抗拉强度分别为1.22MPa、1.89 MPa、4.24 MPa、6.15 MPa,以及不同加载角度下的抗剪强度。（2）根据基本顶破断梁模型和厚板模型研究结果表明,21102综采工作面初次来压步距为51.6 m、40.6 m,周期来压步距为21.1 m、25.0 m;确定了工作面初次来压与周期来压期间基本顶均于采空区固支长边中心位置发生拉破坏,... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

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硕士学位论文102矿井地质条件分析与煤岩物理力学参数测试2TheMineGeologyConditionAnalysisandPhysicalMechanicsParameterTestofCoalandRock本章介绍了葫芦素煤矿井田地质特征、煤层赋存条件，以及针对21102综采工作面采矿地质条件进行详细介绍，并且对21102综采工作面2-1#煤层及顶底板围岩开展了实验室物理力学参数测试，确定了煤岩体的物理力学性质，为后续的理论分析计算和数值模拟研究提供基础数据。2.1矿井概况（GeneralSituationofMine）葫芦素煤矿位于东胜煤田呼吉尔特矿区，隶属于鄂尔多斯市乌审旗图克镇。地理坐标：109°25′43″～109°35′00″E，38°59′00″～39°03′01″N。井田东西长约13km，南北宽约7.4km，面积92.76km2，井田边界为不规则多边形，由12个拐点连线圈定。矿井开采2#～6#煤层，设计生产能力13Mt/a。井田地形总体上为东南部高，西北部低，最大地形高差为36.7m。G210国道于井田东部边界由南北方向穿过，陕西省榆林市位于其南方约80km处，鄂尔多斯市位于其北方约120km处。在矿井联合工业场地北方约0.5km位置有S313公路呈东西方向通过，该公路作为葫芦素煤矿与外连通的主要公路。新恩铁路于井田北部边界呈东西方向通过，为葫芦素煤矿煤炭外运的主要铁路通道，该铁路在矿井联合工业场地西北侧设置图克站，向西与蒙西至华中地区的运煤铁路连接，向东与包西铁路新街站相通。葫芦素煤矿交通地理位置如图2-1。图2-1葫芦素煤矿交通地理位置Figure2-1TransportationlocationofHulusuCoalMine

硕士学位论文182.4.1实验目的与实验内容为获得葫芦素煤矿煤岩物理力学参数，掌握煤岩力学性能，为21102综采工作面综采覆岩活动规律研究提供基础数据资料。计划对葫芦素煤矿21102综采工作面典型煤岩样进行单轴抗压实验、单轴抗拉实验、抗剪实验。根据现场基本情况，分别对21102综采工作面的2-1#煤、直接顶、基本顶、直接底进行取样，每种岩样取3组，按照《煤和岩石物理力学性质测定方法》制作标准试件。2.4.2实验结果分析为准确掌握葫芦素煤矿21102综采工作面围岩物理力学参数，分析评价工作面顶底板岩层稳定性，同时为矿井数值模拟提供合理的参数，现对21102综采工作面2-1#煤层、直接顶、基本顶和直接底所取的煤岩样进行抗压强度试验、抗拉强度试验、抗剪强度试验。煤岩试件单轴抗压强度试验过程如图2-7所示。（a）试验前（b）试验后图2-7煤岩试件单轴抗压强度试验过程Figure2-7Uniaxialcompressivestrengthtestprocessofcoalandrockspecimens煤岩试件单轴抗压强度试验结果详见表2-2。表2-2煤岩试件单轴抗压强度试验结果Table2-2Uniaxialcompressivestrengthtestresultsofcoalandrockspecimens岩层层位岩石名称试件编号抗压强度/MPa平均值/MPa基本顶中粒砂岩133.1833.73235.47332.54直接顶砂质泥岩117.6417.48216.75318.05

【参考文献】：
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硕士论文
[1]补连塔煤矿特厚煤层综采一次采全高覆岩破坏特征研究[D]. 赵立钦.煤炭科学研究总院 2018



本文编号：3396638