赵固一矿厚煤层开采薄基岩变形移动规律研究
发布时间：2023-01-25 20:47
近年来我国中部地区部分矿井厚松散层薄基岩条件下煤层开采时,综采工作面曾发生多起支架压架,造成顶板溃水、溃砂事故,严重影响到工作面的安全生产。论文以赵固一矿综采工作面为工程背景,采用数值计算、理论分析和现场观测的研究方法,对综采工作面回采过程中上覆薄基岩变形、移动和垮落规律进行了系统研究,得出顶板来压时工作面支架压架的主要原因。赵固一矿井田上覆第四系巨厚松散层,平均厚度480.0m;松散层以粘土、砂质粘土为主,中间夹有多层砂砾含水层。主采的二1煤层属于近水平厚煤层,但煤层上覆基岩较薄,平均厚度44.8m。依据我国缓倾斜采煤工作面围岩分类标准可知,赵固一矿综采工作面围岩属于难控围岩类型,工作面应选用支撑掩护式支架。通过数值计算分析得出二1煤层顶分层开采和一次采全高时,上覆薄基岩变形移动和前方支承压力分布规律,得到了煤层开采后薄基岩内“两带”发育规律:随着采高的增加,“两带”发育高度增加,而垮采比和裂采比有所减小,采高对工作面来压步距影响较小;当工作面初次来压以后,前方支承压力处于稳定状态,主要表现为移动支承压力的最大应力集中系数和塑性区范围基本保...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 薄基岩工作面定义及开采现状
1.2.2 薄基岩工作面开采覆岩破坏研究
1.2.3 薄基岩工作面开采矿压显现研究
1.2.4 存在问题
1.3 主要研究内容
1.4 研究方法及技术路线
1.4.1 研究方法
1.4.2 技术路线
2 矿井概况及采场围岩稳定性分类
2.1 矿井概况
2.2 厚松散层薄基岩特征
2.2.1 厚松散层特征
2.2.2 基岩层特征
2.3 12051综采工作面概况
2.4 综采工作面围岩力学参数
2.4.1 围岩力学参数现场测定结果
2.4.2 围岩力学参数实验室测定
2.5 综采工作面围岩稳定性分类
2.5.1 围岩分类参数计算
2.5.2 围岩可控程度
2.6 本章小结
3 厚松散层薄基岩下厚煤层开采基岩变形移动规律
3.1 研究目的和方法
3.2 数值计算模型的建立
3.2.1 模型的建立
3.2.2 模型的边界条件
3.2.3 煤岩层物理力学参数
3.3 顶分层工作面基岩变形移动规律
3.3.1 基岩移动破坏规律
3.3.2 工作面前方移动支承压力变化规律
3.3.3 基岩应力场分布规律
3.3.4 基岩下沉规律
3.4 一次采全高工作面基岩变形移动规律
3.4.1 基岩移动破坏规律
3.4.2 工作面前方移动支承压力变化规律
3.4.3 基岩下沉规律
3.5 不同开采方式下基岩变形移动规律的比较
3.5.1 基岩破断规律
3.5.2 移动支承压力分布规律
3.5.3 基岩下沉量
3.6 本章小结
4 厚松散层薄基岩综采工作面矿压显现规律
4.1 矿压观测工作面概述
4.2 观测方案
4.2.1 观测内容
4.2.2 观测站布置及观测方法
4.3 矿压观测结果
4.3.1 采场矿压显现规律
4.3.2 工作面支架适应性分析
4.3.3 回采巷道矿压显现规律
4.4 本章小结
5 薄基岩采场支架围岩相互作用关系
5.1 薄基岩采场顶板结构分析
5.2 基岩厚度对基岩破断特征的影响
5.3 薄基岩采场支架工作阻力
5.3.1 理论计算
5.3.2 力学模型计算
5.3.3 现场实测
5.4 薄基岩工作面压架突水原因分析
5.5 薄基岩工作面“两带”高度
5.5.1 理论计算
5.5.2 现场实测
5.6 本章小结
6 主要结论及展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]大采高工作面支架阻力确定及顶板运移规律的采厚效应分析[J]. 刘洋,吴桂义,孔德中,李文飞,郑功勋. 煤矿安全. 2018(02)
[2]近浅埋煤层大采高工作面双关键层结构分析[J]. 黄庆享,周金龙,马龙涛,唐朋飞. 煤炭学报. 2017(10)
[3]浅埋煤层大采高工作面顶板结构分析[J]. 黄庆享,唐朋飞. 采矿与安全工程学报. 2017(02)
[4]浅埋煤层大采高工作面矿压规律及顶板结构研究[J]. 黄庆享,周金龙. 煤炭学报. 2016(S2)
[5]浅埋特大采高工作面矿压规律及支护阻力确定[J]. 黄庆享,董博,陈苏社. 采矿与安全工程学报. 2016(05)
[6]“十三五”矿业工程发展战略研究[J]. 何满潮,朱国龙. 煤炭工程. 2016(01)
[7]大采高工作面等效直接顶与顶板结构研究[J]. 黄庆享,马龙涛,董博,沈滨和. 西安科技大学学报. 2015(05)
[8]薄基岩厚冲积层倾斜采场覆岩破断及裂隙带发育高度研究[J]. 孙赑,宁建国,王俊,田成林,张为民. 山东科技大学学报(自然科学版). 2014(06)
[9]覆岩结构对松散承压含水层下采煤压架突水的影响研究[J]. 王晓振,许家林,朱卫兵,郝浩. 采矿与安全工程学报. 2014(06)
[10]松散承压含水层特征对其载荷传递特性的影响研究[J]. 王晓振,许家林,朱卫兵,王欢. 采矿与安全工程学报. 2014(04)
博士论文
[1]薄基岩综放采场覆岩结构运动与控制研究[D]. 黄汉富.中国矿业大学 2012
[2]薄基岩突水威胁煤层围岩破坏机理及应用研究[D]. 李振华.中国矿业大学（北京） 2010
[3]薄基岩采动破断及其诱发水砂混合流运移特性研究[D]. 杨伟峰.中国矿业大学 2009
[4]神东矿区浅埋煤层关键层理论及其应用研究[D]. 伊茂森.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]赵固一矿地应力影响巷道围岩稳定性的力学机制及控制技术研究[D]. 杨子泉.河南理工大学 2012
[2]大柳塔煤矿薄基岩综采区矿压显现规律研究及支架管理优化[D]. 侯守军.山东科技大学 2011
本文编号：3731774
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 薄基岩工作面定义及开采现状
1.2.2 薄基岩工作面开采覆岩破坏研究
1.2.3 薄基岩工作面开采矿压显现研究
1.2.4 存在问题
1.3 主要研究内容
1.4 研究方法及技术路线
1.4.1 研究方法
1.4.2 技术路线
2 矿井概况及采场围岩稳定性分类
2.1 矿井概况
2.2 厚松散层薄基岩特征
2.2.1 厚松散层特征
2.2.2 基岩层特征
2.3 12051综采工作面概况
2.4 综采工作面围岩力学参数
2.4.1 围岩力学参数现场测定结果
2.4.2 围岩力学参数实验室测定
2.5 综采工作面围岩稳定性分类
2.5.1 围岩分类参数计算
2.5.2 围岩可控程度
2.6 本章小结
3 厚松散层薄基岩下厚煤层开采基岩变形移动规律
3.1 研究目的和方法
3.2 数值计算模型的建立
3.2.1 模型的建立
3.2.2 模型的边界条件
3.2.3 煤岩层物理力学参数
3.3 顶分层工作面基岩变形移动规律
3.3.1 基岩移动破坏规律
3.3.2 工作面前方移动支承压力变化规律
3.3.3 基岩应力场分布规律
3.3.4 基岩下沉规律
3.4 一次采全高工作面基岩变形移动规律
3.4.1 基岩移动破坏规律
3.4.2 工作面前方移动支承压力变化规律
3.4.3 基岩下沉规律
3.5 不同开采方式下基岩变形移动规律的比较
3.5.1 基岩破断规律
3.5.2 移动支承压力分布规律
3.5.3 基岩下沉量
3.6 本章小结
4 厚松散层薄基岩综采工作面矿压显现规律
4.1 矿压观测工作面概述
4.2 观测方案
4.2.1 观测内容
4.2.2 观测站布置及观测方法
4.3 矿压观测结果
4.3.1 采场矿压显现规律
4.3.2 工作面支架适应性分析
4.3.3 回采巷道矿压显现规律
4.4 本章小结
5 薄基岩采场支架围岩相互作用关系
5.1 薄基岩采场顶板结构分析
5.2 基岩厚度对基岩破断特征的影响
5.3 薄基岩采场支架工作阻力
5.3.1 理论计算
5.3.2 力学模型计算
5.3.3 现场实测
5.4 薄基岩工作面压架突水原因分析
5.5 薄基岩工作面“两带”高度
5.5.1 理论计算
5.5.2 现场实测
5.6 本章小结
6 主要结论及展望
6.1 主要结论
6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]大采高工作面支架阻力确定及顶板运移规律的采厚效应分析[J]. 刘洋,吴桂义,孔德中,李文飞,郑功勋. 煤矿安全. 2018(02)
[2]近浅埋煤层大采高工作面双关键层结构分析[J]. 黄庆享,周金龙,马龙涛,唐朋飞. 煤炭学报. 2017(10)
[3]浅埋煤层大采高工作面顶板结构分析[J]. 黄庆享,唐朋飞. 采矿与安全工程学报. 2017(02)
[4]浅埋煤层大采高工作面矿压规律及顶板结构研究[J]. 黄庆享,周金龙. 煤炭学报. 2016(S2)
[5]浅埋特大采高工作面矿压规律及支护阻力确定[J]. 黄庆享,董博,陈苏社. 采矿与安全工程学报. 2016(05)
[6]“十三五”矿业工程发展战略研究[J]. 何满潮,朱国龙. 煤炭工程. 2016(01)
[7]大采高工作面等效直接顶与顶板结构研究[J]. 黄庆享,马龙涛,董博,沈滨和. 西安科技大学学报. 2015(05)
[8]薄基岩厚冲积层倾斜采场覆岩破断及裂隙带发育高度研究[J]. 孙赑,宁建国,王俊,田成林,张为民. 山东科技大学学报(自然科学版). 2014(06)
[9]覆岩结构对松散承压含水层下采煤压架突水的影响研究[J]. 王晓振,许家林,朱卫兵,郝浩. 采矿与安全工程学报. 2014(06)
[10]松散承压含水层特征对其载荷传递特性的影响研究[J]. 王晓振,许家林,朱卫兵,王欢. 采矿与安全工程学报. 2014(04)
博士论文
[1]薄基岩综放采场覆岩结构运动与控制研究[D]. 黄汉富.中国矿业大学 2012
[2]薄基岩突水威胁煤层围岩破坏机理及应用研究[D]. 李振华.中国矿业大学（北京） 2010
[3]薄基岩采动破断及其诱发水砂混合流运移特性研究[D]. 杨伟峰.中国矿业大学 2009
[4]神东矿区浅埋煤层关键层理论及其应用研究[D]. 伊茂森.中国矿业大学 2008
硕士论文
[1]赵固一矿地应力影响巷道围岩稳定性的力学机制及控制技术研究[D]. 杨子泉.河南理工大学 2012
[2]大柳塔煤矿薄基岩综采区矿压显现规律研究及支架管理优化[D]. 侯守军.山东科技大学 2011
本文编号：3731774
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3731774.html
