孤岛综放面矿压规律及小煤柱回采巷道围岩控制技术研究

发布时间：2017-09-19 08:04

  本文关键词：孤岛综放面矿压规律及小煤柱回采巷道围岩控制技术研究

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【摘要】：我国大型煤炭生产矿区采用正规开采布局、大规模机械化生产方式,为了保证采煤工作面的正常接替,避免连续采煤工作面之间的相互干扰,采区内工作面之间有时采用跳采接续方式,因此留下了各种残留煤段及孤岛工作面。这些孤岛工作面的回采,对于提高煤炭采出率和资源利用率,延长矿井寿命具有重要的社会与经济价值。由于孤岛工作面两侧均已采空,因此其在回采时工作面应力集中程度大,围岩破坏严重,对工作面安全开采造成极大危害。本文以伯方矿3205孤岛工作面为研究背景,通过理论分析、数值模拟、现场实测等手段分析研究了孤岛工作面的围岩结构特征、围岩应力变化及覆岩运动规律、窄煤柱留设及巷道支护合理性分析,本论文主要研究成果如下:(1)3205孤岛工作面上覆岩层具有短臂对称“T”型结构,受两侧采空区影响,工作面超前支承压力和侧向支承压力集中系数均比正常工作面高,受采动影响程度较大;(2)数值模拟研究了孤岛工作面回采过程中的围岩应力变化、覆岩破坏规律及不同宽度煤柱条件下,围岩应力分布规律。孤岛工作面初采时,老顶在端头两侧先发生破坏,然后向四周扩散,最终形成O-X型破断。当煤柱宽度一定时,随工作面推进,工作面支承压力先不断增大然后减小最后呈稳定趋势;当煤柱宽度分别为6m、8m、10m、15m、20m、25m时,工作面推进相同距离,煤柱宽度为8m时巷道围岩应力集中程度及巷道变形量最大;煤柱宽度为6m时,煤柱内应力集中程度最小;当煤柱宽度为15m时,煤柱内应力集中程度最大;当煤柱宽度为20m和25m时,煤柱内应力呈马鞍形分布,端头处超前支承压力峰值大幅下降。(3)现场实测结果表明,工作面端头比中部来压强烈,来压步距短;工作面超前支承压力影响范围为40m左右,回采巷道主要以两帮变形为主,在锚杆支护作用下,能够满足生产需求。
【关键词】：孤岛工作面 数值模拟 围岩应力 煤柱 超前支承压力
【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】：TD322.4
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-27
• 1.1 研究目的和意义17-18
• 1.2 国内外研究现状18-25
• 1.3 研究内容及方法25-27
• 2 孤岛工作面围岩结构特征27-35
• 2.1 矿井概况27-30
• 2.2 孤岛工作面上覆岩层结构特征分析30-34
• 2.3 本章小结34-35
• 3 两面采空孤岛工作面围岩应力与覆岩运动的数值模拟35-47
• 3.1 模型建立35-37
• 3.2 孤岛工作面应力分布特征37-41
• 3.3 孤岛工作面覆岩破坏规律41-46
• 3.4 本章小结46-47
• 4 孤岛工作面合理煤柱宽度的设计47-59
• 4.1 区段煤柱受力分析47-50
• 4.2 不同煤柱宽度时围岩受力数值模拟分析50-58
• 4.3 本章小结58-59
• 5 3205孤岛工作面矿压实测及巷道支护分析59-75
• 5.1 3205孤岛工作面矿压实测及分析59-66
• 5.2 3205孤岛工作面回采巷道支护合理性分析66-74
• 5.3 本章小结74-75
• 6 结论75-77
• 参考文献77-82
• 作者简历82-84
• 学位论文数据集84

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本文编号：880454