急倾斜特厚煤层水平分段开采支承压力分布规律及灾害防控

发布时间：2024-05-12 19:50

　　急倾斜特厚煤层水平分段开采过程中,冲击矿压灾害的发生与工作面区域特殊的支承压力分布息息相关。论文理论分析了急倾斜特厚煤层水平分段工作面支承压力分布特征,研究了主控因素对支承压力的影响规律,提出了急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击矿压防治技术,并在现场进行了应用。运用动静载叠加诱冲原理,通过分析5521工作面发生的两起冲击案例,反映了急倾斜煤层工作面冲击矿压显现规律的特殊性。确定了研究支承压力分布规律的科学性。分别从工作面走向、倾向及沿煤层倾斜三个方向,以距煤壁距离为自变量,推导急倾斜水平分段开采工作面支承压力的函数表达式,总结出工作面支承压力与开采深度、煤层厚度及煤层两倍的角度的线性正相关,与分段开采高度的指数负相关。数值模拟研究表明,顶板侧工作面煤体支承压力较为集中,峰值区距煤壁约2m,应力集中区距煤壁约12m,底板侧工作面煤体在上分层回采过程中易发生破碎;工作面超前支承压力集中范围约为30m;沿煤层倾斜方向,距上分段采空区的垂直距离约30m处,支承压力达到极小值。通过多组模拟结果分析对比,总结了随着开采深度的增加,工作面倾向支承压力明显升高;随着分段采高的减小,工作面走向、倾向支承压力...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-4工作面事故现场情况

2.2.1冲击矿压显现概况窑街三矿在采掘过程中共发生两起冲击矿压显现，分别为“3.24”和“6.29”事故。2016年3月24日，窑街三矿5521工作面发生一起工作面支架大面积损坏的顶板型冲击矿压灾害。工作面靠近顶板区域大量支架立柱折断，回风巷侧工作面端头底鼓1....

图3-8顶板覆岩结构破断及失稳示意图

附近的煤体内存在应力差，上述复杂的静载荷分布特征增加了诱发冲击的可能[64]。.2动载荷规律分析在采煤工作面生产过程中，随着采掘工作面的进行，顶底板悬露面积增覆岩层的作用下，工作面顶板易发生“O-X”破断[65]。同时工作面两帮积性能，在煤体达到承载极限时，极易发生破裂。煤岩体....

图4-1三维数值计算模型图

沿倾向宽830m，模型高度为800m。三维模型共划分有382400个网格，共405220个结点，如图4-1所示为三维数值计算模型图。首先将模型顶面设为自由平面，在模型的四个侧面及底面施加位移边界条件，使这五个面成为固定平面；之后在模型内部施加初始地应力，并在四个侧面上....

图4-2垂直应力分布云图

图4-2垂直应力分布云图Figure4-2Verticalstressnephogram（3）急倾斜水平分段开采煤层模型计算思路本次模拟为了研究急倾斜水平分段开采煤层，“三向”支承压力分布情况第三章理论分析结果可知，“三向”支承压力主控因素包括：开采深度、煤、分段开采....

本文编号：3971813