浅埋特大采高综采面矿压显现异常机理研究

发布时间：2017-08-11 15:22

  本文关键词：浅埋特大采高综采面矿压显现异常机理研究

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【摘要】：神东矿区煤层埋藏浅,厚度大,开采地质条件优越。近年来,部分矿井已经开采至深部的煤层,如大柳塔矿的5-2煤与上部煤层最大间距达到145m。与以往的浅部煤层开采相比,尽管工作面采高相同、支护强度相近,矿压显现剧烈程度却存在明显差异,这对于工作面的顶板管理和支架选型造成了很大的困扰。基于此,本论文通过现场实测、物理模拟、数值模拟等手段开展了神东矿区浅埋煤层特大采高综采面矿压显现异常机理的研究。通过对上湾煤矿12106工作面和大柳塔煤矿52303工作面的现场实测,分析得出了7.0m特大采高综采面的周期来压特征,尤其是来压步距、来压持续长度、动载系数等强度指标,掌握了不同埋深条件下关键层结构类型对工作面矿压显现特征的影响。物理模拟结果表明,在神东矿区特大采高综采面条件下,随着埋深的增加,上位关键层对工作面矿压的影响也在变大,甚至占据主导作用。对52303工作面而言,来压期间上位关键层破断会导致下位关键层发生同步破断,埋深的增大又造成关键层控制的载荷变大,最终导致覆岩破坏的高度和支架承受的载荷都远大于12106工作面。在此基础上采用数值模拟对影响工作面矿压的关键层临界高度进行了研究。结果表明,在下位关键层不变的情况下,随着主关键层层位的不断提高,工作面支架阻力经历先增大后减小,最终趋于平稳的过程。当上位关键层距煤层间距115m时支架阻力达到最大值,间距大于135m后支架阻力基本保持不变,据此认为在神东中心矿区能够对5-2煤工作面矿压显现产生影响的关键层距煤层最大间距H为135m。上述研究成果对神东矿区特大采高综采面的安全高效开采提供了有力指导,丰富了特大采高综采面采场支架与围岩作用关系的理论体系。
【关键词】：浅埋煤层 特大采高 关键层 矿压显现 动载矿压
【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
• Abstract6-17
• 变量注释表17-18
• 1 绪论18-25
• 1.1 问题的提出与研究意义18
• 1.2 国内外研究现状18-24
• 1.3 主要研究内容与技术路线24-25
• 2 浅埋特大采高工作面矿压显现规律实测25-44
• 2.1 上湾矿12106工作面矿压实测25-31
• 2.2 大柳塔矿52303工作面矿压实测31-41
• 2.3 矿压实测对比分析41-43
• 2.4 本章小结43-44
• 3 关键层结构对工作面矿压影响的物理模拟研究44-67
• 3.1 模型的建立44-49
• 3.2 两层关键层模型实验49-56
• 3.3 三层关键层模型实验56-62
• 3.4 实验结果对比分析62-65
• 3.5 本章小结65-67
• 4 关键层层位对工作面矿压影响的数值模拟研究67-74
• 4.1 数值模型的建立67-69
• 4.2 模拟结果分析69-72
• 4.3 本章小结72-74
• 5 主要结论与展望74-76
• 5.1 主要结论74-75
• 5.2 论文展望75-76
• 参考文献76-82
• 作者简历82-84
• 学位论文数据集84

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本文编号：656836