深井厚煤层综放面顶板岩层破断结构及其控制研究

发布时间：2021-11-03 00:43

　　综放开采己成为我国厚煤层开采首选的采煤方法,不仅在经济上取得了巨大效益,而且在理论与技术研究上也有所突破,尤其在顶板岩层破断、矿压显现规律、支架与围岩关系上进行了大量的研究,并取得了许多成果。但对于深井综放面而言顶板压力较大,煤层开采过程中顶板破断结构及采场周围支承压力分布与埋深较小的综放工作面（埋深小于800m）不同,特别是工作面长度不同时,顶板破断结构及工作面支护强度也不同。鉴于此,本文采用现场监测、数值模拟和理论分析等方法,研究了采宽不同的相邻综放面顶板岩层破断结构、矿压显现规律、超前支承压力分布、支架与围岩关系、回采工作面超前支护等。论文的主要研究内容与研究成果如下:（1）基于矿山压力理论,利用微震监测技术,获得了深井综放面顶板岩层运动规律,对比分析了不等宽综放面（上区段工作面长度为70m、下工作面长度为120m）顶板岩层运动规律的差异性;通过工作面液压支架压力监测,获得了深井不等宽综放面周期来压步距及强度、支架压力大小。（2）通过对比分析微震监测数据与支架压力实测结果,揭示了深井综放面顶板破断高度与支架压力的对应关系。（3）利用钻孔应力计在线实时监测技术,获得了深井综放面超前... 

【文章来源】：山东科技大学山东省

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１?５３０采区工作面布置图??Ｆｉｇ．２．１?Ｌａｙｏｕｔ?ｏｆ?ｍｉｎｉｎｇ?ｆａｃｅ?ｉｎ?５３０?ｍｉｎｉｎｇ?ａｒｅａ??

２．１．２．丨直接顶厚度的确定??（１）直接顶厚度的估算??图２．３综放工作面直接顶厚度推断??Ｆｉｇ．２．３?Ｃａｌｃｕｌａｔｅ?ｔｈｅ?ｄｉｒｅｃｔ?ｔｏｐ?ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?ｏｆ?ｆｕｌｌｙ?ｍｅｃｈａｎｉｚｅｄ?ｔｏｐ－ｃｏａｌ?ｃａｖｉｎｇ?ｆａｃｅ??直接顶的垮落主要是通过整体切断和弯曲沉降运动发展而来，考虑到未垮??落岩层本身的沉降，根据图２．３可得未垮落岩层的沉降值＆满足以下公式［４］：??ＳＡ?—ｈ?＋?Ｔ＋ＭＺ￣?Ｋａ?＊Ｍｚ?—?Ｃ?式（２．１）??其中＼为岩层的允许沉降值。??由式２．１可直接推导出直接顶厚度表达式为：??＾?ｈ?＋?Ｔ－ＳＡ－Ｃ?＾??Ｋ＝—＾—?式（２．２）??ｋａ￣１??式中，／？一采高，３．５ｍ；??ｒ—顶煤厚度，６．３４ｍ；??＆?一基本顶在触矸处的沉降量，＆?＝（〇丨５￣〇．２５）／？，，此处＆＝〇２／７，，??ｈ＇＝?ｈ?＋?ｒｊＴ?；??一顶煤放出率，取８０％；??Ｃ一残煤厚度，ｍ；??Ａ—直接顶的碎胀系数

而该岩层下部实际己经垮落岩层的厚度累计为２０．９３ｍ，大于１６．１６ｍ，可见，??跨落厚度Ｍ５＃ｗ５，垮落情况还需要进一步判断。ｍ４岩层全部跨落后，ｗ５岩层??会发生弯曲下沉，如图２．５?（ａ）所示。??＆指岩层向下弯曲的沉降值，ｒ指采区空间自由高度，当岩层向下弯曲沉??降值达到％＝４．７４ｍ时，Ｙ为??Ｙ?－ｈ?＋?Ｔ＋＾Ｍ］－＼－．．．＾－Ｍ５＾－＾Ｍ］＋．．．＋Ｍ＾ＫＡ－Ｃ－Ｓｃ＝－５．５６ｍ??这说明岩层ｍ５在达到岩层极限沉降值时采空区己经没有自由空间了，但不??能就此认为ｍ５不发生垮落，因为对于岩层来说，垮落时的岩层沉降值＾＾＜５＾，??所以岩层沉降未达到办５时该岩层可能发生部分垮落，垮落高度为Ｍ５，如图２．５??（ｂ）所示。??（Ｉ０．５５ｍ）?Ｕ?Ｉ?＼?＼Ｊ?粉砂老（ｌ０．Ｍｍ＞??细粉砂岩（＆５４ｍ〉］ｊ?又?Ｉ?Ｉ、?｝?＂ｉｒ＼?＼?綑粉妙》??—?—?＞｜??（ａ）??靈｜?ｗｅ＞ａ?ｉ＞ｗ－??？？？？?Ｉ?Ｉ?ｈ?１＼?ＩＱ＾＼?＼?＿粉》１？?（６．５４ｍ＞??；ｊ?励廳??（ｂ）??图２．５顶板允许垮落厚度计算??Ｆｉｇ．２．５?Ｒｏｏｆ?ａｌｌｏｗｓ?ｆａｌｌｉｎｇ?ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ??４?４??由图?２．５?（ｂ）可知


本文编号：3472698