厚基岩浅埋煤层大采高长工作面矿压规律研究

发布时间：2017-05-26 17:05

  本文关键词：厚基岩浅埋煤层大采高长工作面矿压规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着神东矿区的开发,我国学者对薄基岩浅埋煤层进行了深入的研究,得出了典型浅埋煤层工作面上覆岩层移动以及矿压显现规律,很好地指导了现场生产。近几年随着神东矿区工作面的加长、采高的逐渐增大、上覆岩层基岩厚度增大,厚基岩浅埋煤层覆岩移动和矿压显现规律研究无疑成为了新问题。 本文针对乌兰木伦煤矿61203工作面地质条件,采用理论分析、相似模拟实验、数值模拟和现场数据分析等方法,对厚基岩浅埋煤层大采高加长工作面矿压规律进行了研究。运用“关键层理论”对覆岩移动规律进行了研究,并进行了理论计算。利用物理相似模拟对支架工作阻力、覆岩移动规律、底板支撑压力进行了分析。采用RFPA2D数值模拟方法对厚基岩大采高工作面开采过程进行了模拟,对顶板垮落过程和覆岩移动规律进行了分析。通过现场监测,从走向和倾向两个方面对矿压规律进行了分析,对厚基岩条件下工作面长度和支架合理工作阻力进行了研究。 研究表明,乌兰木伦煤矿1-2煤层大采高加长工作面矿压规律明显,来压期间支架的工作阻力比较大,工作面压力一般呈中间大,两头小;初次来压步距为42～64m,周期来压步距平均为12.9～13.3m;采场来压将呈现非均匀性周期变化,分析出了支架合理的工作阻力,其参数范围应为9827～13115kN/架。模拟了工作面支架的“支架-围岩”相互关系,得出了底板支撑压力影响范围,分析出上覆岩层不会出现沿工作面整体切落的剧烈矿压显现,而是出现“三带”分布。通过“关键层理论”建立了关键岩块结构力学模型,得到了厚基岩厚关键层条件下综采工作面支架合理支护阻力的理论计算值。
【关键词】：厚基岩 相似模拟 矿山压力显现 支架阻力 厚关键层 数值模拟
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TD323
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 论文选题的背景和意义9-11
• 1.1.1 论文选题的背景9-10
• 1.1.2 论文选题的意义10-11
• 1.2 浅埋煤层国内外研究现状及发展趋势11-18
• 1.2.1 国外研究现状11-14
• 1.2.2 国内的研究现状14-18
• 1.3 研究的内容和方法18-19
• 2 覆岩移动规律研究19-35
• 2.1 岩层控制中的关键层理论19-23
• 2.1.1 关键层的判断[60]19-21
• 2.1.2 关键层机构稳定性条件21-22
• 2.1.3 上覆岩层“三带”划分的研究22
• 2.1.4 “S-R”稳定条件22-23
• 2.2 组合关键层理论23-24
• 2.3 工作面上覆岩层移动规律24-34
• 2.3.1 上覆岩层特征24
• 2.3.2 关键层判断24-27
• 2.3.3 关键层对矿压的影响27
• 2.3.4 垮落带和断裂带高度的确定27-28
• 2.3.5 关键岩块稳定性分析28-30
• 2.3.6 厚关键块受力分析30-32
• 2.3.7 关键块上载荷的确定32-33
• 2.3.8 工作面支架理论工作阻力33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 3 厚基岩浅埋煤层大采高加长工作面开采相似模拟实验35-54
• 3.1 实验的目的、意义和主要内容35-36
• 3.1.1 相似模拟研究的主要目的和任务35
• 3.1.2 模拟研究内容35-36
• 3.2 地质概况和开采技术条件36-38
• 3.2.1 地质概况36-37
• 3.2.2 开采技术条件37-38
• 3.3 相似模拟实验设计38-41
• 3.3.1 相似模拟理论依据38-40
• 3.3.2 相似模拟实验设计40-41
• 3.3.3 模拟试验支架41
• 3.3.4 开挖设计41
• 3.4 模拟实验结果及分析41-53
• 3.4.1 工作面来压判据42
• 3.4.2 顶板破断及矿压显现规律42-50
• 3.4.3 工作面支架阻力分析50-51
• 3.4.4 地表下沉观测51-52
• 3.4.5 底板应力分布52-53
• 3.5 本章小结53-54
• 4 厚基岩大采高工作面的数值模拟实验54-59
• 4.1 RFPA2D 数值模拟软件介绍及特点54-55
• 4.2 RFPA2D 数值模拟设计55
• 4.3 RFPA2D 模拟结果与分析55-58
• 4.4 本章小结58-59
• 5 61203 工作面矿压规律59-68
• 5.1 矿井概况59-60
• 5.1.1 矿井地质概况59
• 5.1.2 工程地质59-60
• 5.2 工作面概况60-61
• 5.3 工作面矿压规律61-66
• 5.3.1 观测方法61
• 5.3.2 沿工作面走向矿压规律61-66
• 5.3.3 沿工作面倾向矿压规律66
• 5.4 支架受力特点66-67
• 5.5 厚基岩条件下决定的工作面长度67
• 5.6 本章小结67-68
• 6 结论68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-74
• 附录74

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