浅埋近距离煤层采空区下工作面顶板结构与支护阻力研究

发布时间：2020-12-11 06:26

　　榆神府矿区主要开采浅埋近距离煤层群,目前已进入煤层群下部煤层开采阶段。生产实践表明,近距离采空区下开采,矿压规律与顶部煤层开采具有显著区别,采场支架选型和顶板控制缺乏科学依据。研究浅埋近距离煤层采空区下开采的工作面顶板结构,揭示工作面来压机理,确定合理的支护阻力,具有重要的理论与现实意义。基于哈拉沟和柠条塔煤矿采空区下工作面矿压实测,结合类似条件下14个工作面的矿压特征得出,近距离煤层采空区下开采与顶部单一煤层开采相比,来压强度和动载系数增大,周期来压步距则减小;下煤层采高与间隔岩层厚度是影响下煤层工作面矿压显现的主要因素。物理模拟实验得出间隔岩层关键层破断特征:哈拉沟煤矿1-2煤工作面初次来压步距28m,周期来压步距9m,间隔岩层关键层周期性破断呈“砌体梁”结构;柠条塔煤矿2-2煤工作面初次来压步距59m,平均周期来压步距14m,间隔岩层关键层周期性破断呈“台阶岩梁”结构。数值计算得出,间隔岩层关键层的初次和周期破断步距、关键块的台阶下沉量与下煤层采高成正相关。基于矿压实测,通过物理模拟和数值计算,研究了下煤层工作面采高为1.75m和5m、上下煤层间距为11m和33m时工作面的顶板结... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

老顶初次来压“非对称三铰拱”结构力学模型（黄庆享，1998）

1绪论7经过上覆煤柱时来压更加强烈，出现有煤壁片帮、支架立柱下沉量增大等现象，可能引发压架灾害。2017年，黄庆享等[46]以榆家梁煤矿浅埋煤层群开采为背景，对不同煤层开采的矿压显现进行实测对比，分析了近距离采空区与煤柱下工作面矿压特征及不同采高、不同面宽的矿压变化，得出采空区下顶板来压步距更短，强度更大，且过煤柱时最大；面宽一定时，支架载荷与采高大小成正相关。同年，黄克军等[47]以神南矿区4-2和5-2煤层群开采为背景，上下煤层均为大采高工作面，采用物理模拟的方法研究了煤层群开采覆岩垮落与顶板结构形态，得出下煤层关键层与上煤层已扰动关键层对浅埋煤层群覆岩运移起主要控制作用。2018年，黄庆享等[48]采用现场实测、相似模拟实验及理论分析等方法，对浅埋煤层群开采进行研究，揭示了浅埋煤层群开采的矿压显现特征，提出了浅埋煤层群的科学分类，建立了3类浅埋煤层群顶板结构模型，如图1.5、1.6和1.7所示，给出了工作面支架合理支护阻力的计算方法。图1.5斜柱条岩梁结构图1.6浅埋近距离下煤层单关键层顶板结构图1.7浅埋近距离下煤层双关键层顶板结构（黄庆享，2018）

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本文编号：2910054