沟谷产状对浅埋煤层工作面关键层破断影响规律研究

发布时间：2017-07-29 05:11

  本文关键词：沟谷产状对浅埋煤层工作面关键层破断影响规律研究

  更多相关文章： 沟谷地形 关键层破断 矿压显现 砌体梁 O型圈

【摘要】：神东上榆泉矿是浅埋矿井,其地表沟谷纵横,其I031001采面遇到了许多如压架、地表台阶下沉等问题,综合分析表明,目前关于浅埋尤其是地表存在沟谷时关键层破断规律尚未有针对性的研究。本文采用理论分析、数值模拟及工业试验方法,针对地表沟谷非均布载荷作用下关键层悬板不同于O型圈的裂隙扩展规律进行了研究,主要研究结论如下:1)为量化沟谷产状对关键层的影响,推导了地表沟谷对关键层附加应力的计算公式,沟谷的存在会导致其下围岩应力场产生变化,论文分析导出了沟谷平顶及斜坡两种产状面载荷作用下关键层处附加应力的计算公式。2)关键层受沟谷产状影响破断规律的Marcus简算法分析。根据Marcus简算法,将开采后关键层形成的悬空板简化为条梁,加载上覆岩层的静水压力及地表沟谷的附加应力,推导出条梁各个截面内力的计算公式;利用结构力学求解器将公式结果图形化,绘制了沟谷不同坡角时弯矩剪力的分布图,在此基础上对关键层受沟谷产状影响破断规律进行分析。3)关键层受沟谷产状影响破断规律的数值模拟分析。利用FLAC3D软件壳单元构件,通过加载上覆岩层的静水压力以及不同沟谷产状施加的附加应力,分析了地表沟谷坡角以及沟谷斜长不同时的关键层O型圈破断规律。4)工程实践。对比分析了实际工作面关键层破断规律与理论分析的成果,通过对I031001工作面支架压力变化记录分析,验证了结论。
【关键词】：沟谷地形 关键层破断 矿压显现 砌体梁 O型圈
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD323
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-15
• 变量注释表15-16
• 1 绪论16-25
• 1.1 背景与意义16-17
• 1.2 国内外研究现状17-23
• 1.3 研究内容及方法23-25
• 2 关键层破坏相关理论及其受沟谷影响的力学分析25-36
• 2.1 关键层经典理论25-28
• 2.2 传统关键层研究的三种方法28-29
• 2.3 关键层受沟谷产状影响的附加应力计算29-33
• 2.4 控制沟谷产状对关键层破断影响大小的其他因素33-34
• 2.5 小结34-36
• 3 理想条件关键层受沟谷影响破断规律的条梁法分析36-42
• 3.1 关键层条梁模型受力分析36-37
• 3.2 关键层受沟谷产状影响内力分布规律37-41
• 3.3 小结41-42
• 4 理想条件沟谷对关键层破断影响的数值模拟法分析42-68
• 4.1 模型建立42-45
• 4.2 沟谷坡角变化对关键层破断的影响分析45-56
• 4.3 沟谷斜长变化对关键层破断的影响分析56-66
• 4.4 小结66-68
• 5 工程实践68-73
• 5.1 工作面基本情况69-70
• 5.2 矿压观测数据分析70-72
• 5.3 小结72-73
• 6 主要结论73-74
• 参考文献74-79
• 作者简历79-81
• 学位论文数据集81

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本文编号：587579