凉水井煤矿浅埋煤层综采工作面顶板运动及矿压显现规律研究

发布时间：2017-09-09 14:17

  本文关键词：凉水井煤矿浅埋煤层综采工作面顶板运动及矿压显现规律研究

  更多相关文章： 浅埋煤层 基本顶厚度 顶板运动规律 矿压显现 矿压实测

【摘要】：本文以凉水井煤矿4-2煤层421采区42111工作面为背景,对浅埋煤层综采工作面顶板运动规律及来压特征做了分析研究,采用了实验室内试验、理论分析、数值计算以及现场实测等方法,从浅埋煤层顶板破断结构着手,探讨了浅埋煤层顶板关键层的破断机理,揭示了不同基本顶厚度情况下的顶板运动规律以及对来压显现的影响。论文取得以下主要成果:(1)通过理论分析,得出顶板在初次来压过程中岩块运动规律,对非对称三铰拱结构的力学分析,确定了顶板在运动过程中,基本顶岩块块度i值越小,同时回转角θ1增大,顶板产生回转失稳的有利条件则增加,在基本顶运动的初期阶段容易出现基本顶的滑落失稳。(2)通过数值计算,分析了不同基本顶厚度情况下的顶板运移规律及应力传递特征,得出工作面开采后,基本顶垂直应力分布规律在采空区上方呈现一个“倒V形”的分布,随着采空区的扩大,“倒V形”的底端开始出现平稳泄压区,此时基本顶垂直应力呈现成“倒马鞍形”。基载比小于0.5时,顶板易出现切落,随着基载比增加,顶板运移特征跟普通煤层基本保持了一致。(3)通过对初采初放进行对比模拟得出,基本顶的是否能形成回转下沉决定了初次来压的剧烈程度。初次来压过程与不放顶相比,矿压显现时间要早,过程稍长,顶板运移形态相对缓和,初采顶板为回转下沉。基本顶破断运动作用载荷是工作面液压支架的来压压力力源。(4)根据对实测矿压数据的分析以及现场矿压现象总结,概括浅埋煤层综采面典型的来压特征为:超前支承应力影响小、来压时阻力急剧上升、周期来压步距短、动载系数大、地表产生台阶下沉,基本顶切落式破断,这是浅埋煤层典型的宏观矿压显现特征之一。
【关键词】：浅埋煤层 基本顶厚度 顶板运动规律 矿压显现 矿压实测
【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】：TD823.97;TD327.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 变量注释表17-18
• 1 绪论18-28
• 1.1 研究背景及意义18-21
• 1.2 国内外研究现状21-26
• 1.3 主要研究内容及方法26-28
• 2 顶板结构破断力学模型分析28-46
• 2.1 工程地质概况28-30
• 2.2 煤岩体物理力学性质测试30-34
• 2.3 顶板关键层的确定34-36
• 2.4 顶板破断规律分析36-44
• 2.5 本章小结44-46
• 3 浅埋煤层综采工作面顶板运动规律研究46-62
• 3.1 概述46
• 3.2 模型的构建46-47
• 3.3 不同基本顶厚度顶板运动规律分析47-57
• 3.4 基本顶厚度对覆岩运动及矿压显现的影响分析57-60
• 3.5 本章小结60-62
• 4 顶板运动特征对矿压显现的影响分析62-72
• 4.1 顶板运动对初次来压的影响分析62-67
• 4.2 顶板运动对厚松散层载荷传递的影响分析67-71
• 4.3 本章小结71-72
• 5 矿压现场实测分析72-86
• 5.1 工作面超前支承应力监测72-74
• 5.2 42110工作面末采矿压显现规律74-80
• 5.3 42111工作面初采矿压显现规律80-85
• 5.4 本章小结85-86
• 6 结论86-88
• 参考文献88-93
• 作者简历93-95
• 学位论文数据集95

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘辉;范志伟;冯文生;;浅埋煤层防灭火治理措施[J];能源与节能;2011年11期

2 计宏;余学义;;浅埋煤层沟壑区塌陷灾害形成机理分析研究[J];煤炭工程;2012年06期

3 黄庆享;浅埋煤层的矿压特征与浅埋煤层定义[J];岩石力学与工程学报;2002年08期

4 纪志云;;浅埋煤层开采界定指标取值特征分析[J];煤炭技术;2006年11期

5 董爱菊;张沛;杨花娥;杨渭清;;浅埋煤层厚沙土层采动卸荷破坏的“拱”状数学模型[J];河南师范大学学报(自然科学版);2007年01期

6 范宗乾;王振;方华;;含水沙层下浅埋煤层的安全开采技术[J];现代矿业;2014年01期

7 梅国栋;王云海;刘璐;;测氡法在探测浅埋煤层火源范围中的应用[J];煤炭科学技术;2007年10期

8 邵小平;史建君;石平五;;浅埋煤层上行开采可行性相似模拟实验研究[J];煤炭工程;2013年05期

9 柴敬;浅埋煤层开采的大比例立体模拟研究[J];煤炭学报;1998年04期

10 黄庆享,钱鸣高,石平五;浅埋煤层采场老顶周期来压的结构分析[J];煤炭学报;1999年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 柴敬;段书武;;厚风积沙浅埋煤层顶板灾害研究[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年

2 苗彦平;郭佐宁;黄永安;王碧清;;浅埋煤层合理支护阻力实测统计分析[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年

3 刘国磊;樊克恭;肖同强;;山地浅埋煤层工作面支架合理工作阻力研究[A];第十二次全国岩石力学与工程学术大会会议论文摘要集[C];2012年

4 黄庆享;石平五;钱鸣高;;浅埋煤层长壁开采的矿压特征[A];面向国民经济可持续发展战略的岩石力学与岩石工程——中国岩石力学与工程学会第五次学术大会论文集[C];1998年

5 黄庆享;刘素花;张沛;黄克军;;浅埋煤层局部充填开采的地表移动规律模拟[A];安全高效矿井建设与开采技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2010)[C];2010年

6 郝君;白如红;王振华;何龙伟;;浅埋煤层综采工作面阻力分布规律研究[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集（2011）[C];2011年

7 侯彦威;高波;马炳镇;王鹏;张振勇;程思远;;浅埋煤层顶板富水区的直流电法探测技术[A];煤矿水害防治技术研究——陕西省煤炭学会学术年会论文集（2013）[C];2013年

8 杨治林;;初始后屈曲理论在浅埋煤层顶板稳定性分析中的应用[A];现代数学和力学(MMM-XI)：第十一届全国现代数学和力学学术会议论文集[C];2009年

9 黄庆享;;浅埋煤层长壁开采顶板结构及合理支护阻力研究[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年

10 李保仁;;浅埋煤层综采工作面深孔预裂爆破安全技术[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集（2011）[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 刘新杰;浅埋煤层采场上覆岩层运动分析及支架阻力研究[D];中国矿业大学(北京);2015年

2 张沛;浅埋煤层长壁开采顶板动态结构研究[D];西安科技大学;2012年

3 范钢伟;浅埋煤层开采与脆弱生态保护相互响应机理与工程实践[D];中国矿业大学;2011年

4 李凤仪;浅埋煤层长壁开采矿压特点及其安全开采界限研究[D];辽宁工程技术大学;2007年

5 赵兵朝;浅埋煤层条件下基于概率积分法的保水开采识别模式研究[D];西安科技大学;2009年

6 张志强;沟谷地形对浅埋煤层工作面动载矿压的影响规律研究[D];中国矿业大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 史久林;近距离浅埋煤层房柱下开采动压机理研究[D];西安科技大学;2015年

2 唐朋飞;浅埋煤层大采高工作面顶板结构及其稳定性研究[D];西安科技大学;2015年

3 陈延涛;凉水井煤矿浅埋煤层综采工作面顶板运动及矿压显现规律研究[D];中国矿业大学;2016年

4 闫瑞龙;浅埋煤层综采工作面矿压显现规律研究[D];中国矿业大学;2016年

5 黄森林;浅埋煤层采动裂缝损害机理及控制方法研究[D];西安科技大学;2006年

6 刘文岗;浅埋煤层砂土层载荷传递机理研究[D];西安科技大学;2003年

7 谢大平;浅埋煤层长壁开采顶板结构稳定性分析[D];西安科技大学;2008年

8 任艳芳;浅埋煤层长壁开采覆岩结构特征研究[D];煤炭科学研究总院;2008年

9 李昊;浅埋煤层群开采地表漏风规律研究[D];西安科技大学;2014年

10 杨菊花;浅埋煤层顶板岩层结构的非稳定性态分析[D];西安科技大学;2010年

，

本文编号：820925