特厚硬煤层综放工作面护巷煤柱合理宽度研究

发布时间：2017-07-05 11:00

  本文关键词：特厚硬煤层综放工作面护巷煤柱合理宽度研究

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【摘要】：煤炭是我国的主要能源,而厚及特厚煤层储量占煤炭总储量的46%以上,为了提高综放开采煤炭的回收率,研究提出了特厚煤层综放工作面小煤柱留巷布置系统。综放工作面煤柱由于受到动压影响,其破坏规律极其复杂,从而导致留设宽度较小护巷煤柱遇到极大挑战。开展本课题研究为降低煤炭开采损失、提高经济效益、保证矿井安全生产具有重要意义。 水帘洞煤矿煤层厚度超过8m,普氏系数一般为3.1～3.9/3.5,瓦斯涌出量为23.3m3/min,Ⅱ级自燃煤层,为特厚硬煤层、高瓦斯、易发火矿井。论文根据综放工作面沿空顺槽覆岩结构及运动规律,结合本安矿压在线监测系统,对水帘洞煤矿3801综放工作面采空区实体煤一侧侧向矿压显现进行了两次观测,综合分析得出如下结果：(1)得到了采空区巷道覆岩移动、支护受力、侧向支承压力显现特征,揭示了侧向周期来压步距等于走向周期来压步距,建立了基于采空区巷道顶板稳定、上位直接顶“岩-矸”结构(位于煤层上方16-24m)、老顶“岩-梁”结构的侧向覆岩结构模型；(2)建立采空区巷道隔离墙受力模型,结合实验得到的矸石充填体“应力-应变”关系,计算得出采空区巷道隔离墙承载性能适应覆岩运动；(3)根据侧向周期来压超前支护受力、侧向支承压力显现的特征,确定了覆岩运动对压力显现的主导作用,是研究岩层运动控制矿山压力显现理论的实测依据。应用研究结果,优化3802运输顺槽与3801综放工作面煤柱宽度为8m,较以往煤柱宽度减少22m,工作面停采煤柱留设尺寸在超前集中压力之外,选择的停采煤柱留设尺寸大于25m,较以往50停采线减少了25m左右。已施工完毕的3802运输顺槽达到了预期效果。研究结果对类似条件下研究矿压特征及应用具有借鉴价值。
【关键词】：特厚硬煤层 综放开采 采空区 侧向矿压特征 护巷煤柱
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TD822.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-18
• 1.1 论文研究的目的和意义13-14
• 1.2 国内外研究现状及可行性14-16
• 1.2.1 国内外研究现状14-15
• 1.2.2 可行性分析15-16
• 1.3 研究内容、技术路线及论文特色与创新之处16-18
• 1.3.1 研究内容、方法、技术路线16-17
• 1.3.2 论文特色与创新之处17-18
• 2 综放工作面沿空轨道顺槽围岩应力场与位移场观测18-29
• 2.1 回采工作面生产地质条件18-20
• 2.1.1 地质概况18-20
• 2.1.2 工作面生产条件20
• 2.2 采煤方法20
• 2.3 观测目的20-21
• 2.4 观测方案21-28
• 2.5 本章小结28-29
• 3 综放工作面沿空轨道顺槽覆岩结构及运动规律29-42
• 3.1 沿空顺槽覆岩结构及其运动规律29-31
• 3.2 3801沿空轨道顺槽覆岩运动规律31-41
• 3.2.1 水帘洞煤矿综放开采煤层条件31-32
• 3.2.2 3801沿空轨道顺槽侧向覆岩层结构及其运动规律32-41
• 3.3 本章小结41-42
• 4 4~#煤层护巷煤柱合理留设宽度确定42-70
• 4.1 实测沿空轨道顺槽变形特征42-52
• 4.1.1 沿空轨道顺槽顶煤损伤特征42-44
• 4.1.2 沿空轨道顺槽顶板岩层运动特征44-45
• 4.1.3 沿空轨道顺槽支护受力特征45-50
• 4.1.4 沿空轨道顺槽煤壁位移特征50-52
• 4.2 沿空轨道顺槽侧向应力分布规律52-65
• 4.2.1 第一次侧向实体煤钻孔应力数据分析52-59
• 4.2.2 第二次侧向实体煤钻孔应力数据分析59-64
• 4.2.3 沿空顺槽位置的确定与小煤柱留设64-65
• 4.3 沿空轨道顺槽走向覆岩结构及超前支承应力分布规律65-68
• 4.3.1 特厚煤层综放开采走向覆岩结构及支承压力分布65-66
• 4.3.2 综放开采中间巷围岩变形特征66
• 4.3.3 轨道顺槽超前支护受力与变形特征66-68
• 4.3.4 工作面停采煤柱留设尺寸分析68
• 4.4 本章小结68-70
• 5 特厚煤层3802运输顺槽围岩控制现场试验70-88
• 5.1 3802工作面运输顺槽支护设计70-81
• 5.1.1 沿空送巷围岩控制原理稳定性分类70-72
• 5.1.2 巷道支护参数设计72-78
• 5.1.3 支护说明及材料消耗78-81
• 5.2 矿压显现观测与效果分析81-86
• 5.2.1 3802运输顺槽矿压显现81-83
• 5.2.2 掘过程中煤柱体CH_4、CO浓度测试83-86
• 5.3 本章小结86-88
• 6 结论与不足88-90
• 6.1 结论88-89
• 6.2 不足之处89-90
• 参考文献90-93
• 致谢93-94
• 作者简介94

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本文编号：521638