大采高工作面煤壁稳定性及其与支架的相互影响机制研究
发布时间：2021-01-30 12:25
针对大采高综采工作面煤壁片帮率高、且受节理裂隙影响显著,以及煤壁片帮影响大采高支架稳定性,进而影响支架与围岩关系等突出问题,本文综合采用现场调研、理论分析、物理模拟、数值计算、现场工业性试验等研究方法,对受节理裂隙损伤影响的煤壁失稳特征、支架与煤壁相互作用机制及相应控制技术等进行了系统深入的研究,研究成果对于保障大采高综采工作面安全高效开采具有重要理论价值和现实意义。研究了节理裂隙对煤壁的损伤效应和大采高工作面采动应力的分布。研究表明,在硬及中硬煤层条件下,随节理面倾角的增大,煤体的损伤呈现增大-减小-增大的变化趋势;随节理面方位角的增大,煤体的损伤呈现先减小后增大的变化趋势;随节理面间距的增大,煤体的损伤呈现减小的变化趋势。根据采高对煤壁支撑能力的影响分析,提出了弱化系数的概念,以表征采高对煤壁支撑能力的弱化效应。大采高工作面极限平衡区内支承压力与采高及煤体的损伤程度成反比的关系,与松软煤体的力学参数（E、C）成正比的关系。基于节理裂隙的损伤及采动应力的分布规律,分析了节理裂隙扩展演化规律和大采高工作面煤壁位移及变形失稳区域分布特征的时空演化规律。煤层内节理裂隙的扩展贯通的形态、尺寸...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：192 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 问题的提出与研究意义
1.2 国内外研究现状及存在问题
1.3 主要研究内容及技术路线
2 基于节理裂隙损伤的大采高工作面采动应力分布规律
2.1 节理裂隙对煤体损伤的影响
2.2 大采高工作面支承压力的分布规律
2.3 本章小结
3 大采高工作面节理裂隙对煤壁稳定性的影响研究
3.1 节理面倾角对煤壁稳定性影响的物理模拟
3.2 节理倾角对煤壁稳定性影响的数值模拟
3.3 节理面方位角对煤壁稳定性影响的数值模拟
3.4 节理面间距对煤壁稳定性影响的数值模拟
3.5 本章小结
4 松软煤层煤壁的位移失稳规律
4.1 煤体内聚力对煤壁稳定性影响的数值模拟
4.2 煤体变形参数对煤壁稳定性影响的数值模拟
4.3 本章小结
5 大采高工作面支架-顶板-煤壁稳定性相互作用研究
5.1 实验支架系统的设计
5.2 模型设计与实验方案
5.3 支架初撑力对煤壁稳定性的影响
5.4 煤壁及顶板稳定性对支架位态的影响
5.5 支架-顶板-煤壁相互作用机制
5.6 本章小结
6 大采高工作面煤壁与支架稳定性控制技术研究
6.1 大采高工作面煤壁与支架稳定性控制技术
6.2 工业性试验研究
6.3 本章小结
7 结论与展望
7.1 研究结论
7.2 创新点
7.3 研究展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]坚硬顶板大采高工作面压架事故及支架阻力分析[J]. 郭卫彬,刘长友,吴锋锋,杨培举,吴升富. 煤炭学报. 2014(07)
[2]煤层硬夹矸对大采高工作面煤壁稳定性影响机理研究[J]. 杨敬轩,刘长友,吴锋锋,杨宇. 采矿与安全工程学报. 2013(06)
[3]Investigation of stability of a tunnel in a deep coal mine in China[J]. Kulatilake P.H.S.W.,Wu Qiong,Yu Zhengxing,Jiang Fuxing. International Journal of Mining Science and Technology. 2013(04)
[4]布尔台煤矿大采高开采转综放开采实践研究[J]. 杨荣明,吴士良. 煤炭科学技术. 2012(12)
[5]大采高工作面矿压显现规律及煤壁片帮稳定性研究[J]. 姜玉连. 煤炭工程. 2012(11)
[6]红柳林煤矿大采高工作面设备快速入井运输实践[J]. 王治伟. 煤炭工程. 2012(09)
[7]ZY16800/32/70液压支架的有限元分析[J]. 张恩威. 煤矿机械. 2012(09)
[8]厚煤层大采高采场煤壁的破坏规律与失稳机理[J]. 杨培举,刘长友,吴锋锋. 中国矿业大学学报. 2012(03)
[9]大采高采场上覆岩层运移规律数值模拟[J]. 孙占国. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2012(02)
[10]“三软”煤层大采高工作面采场覆岩运动规律数值研究[J]. 肖家平,韩磊,姚向荣,周波. 煤矿开采. 2012(01)
博士论文
[1]厚煤层大采高综采采场覆岩破断失稳规律及控制研究[D]. 吴锋锋.中国矿业大学 2014
[2]复杂节理岩体力学参数尺寸效应及工程应用研究[D]. 吴琼.中国地质大学 2012
[3]沿空巷道窄帮蠕变特性及其稳定性控制技术研究[D]. 王红胜.中国矿业大学 2011
[4]软煤层大采高综采采场围岩控制理论及技术研究[D]. 朱涛.太原理工大学 2010
[5]两柱掩护式放顶煤支架与围岩关系及适应性研究[D]. 杨培举.中国矿业大学 2009
[6]高土石坝张拉裂缝开展机理研究与数值模拟[D]. 张琰.清华大学 2009
[7]节理岩体采动损伤本构模型及其在露井联采工程中的应用[D]. 蓝航.煤炭科学研究总院 2007
[8]两柱掩护式大采高强力液压支架适应性研究[D]. 刘俊峰.煤炭科学研究总院 2006
[9]砼坝—地基破坏的离散元方法与断裂力学的耦合模型研究[D]. 侯艳丽.清华大学 2005
硕士论文
[1]厚煤层大采高综采工作面采场围岩稳定性研究[D]. 杨冲.北方工业大学 2013
[2]大采高采场覆岩结构及围岩控制技术研究[D]. 何鹏飞.太原理工大学 2011
[3]大采高采场围岩控制及支架稳定性研究[D]. 郭振兴.西安科技大学 2010
[4]松软煤层煤壁浅孔注水防片帮技术研究[D]. 周大为.安徽理工大学 2009
[5]大采高综采工作面矿压显现特征及控制研究[D]. 胡国伟.太原理工大学 2006
[6]大采高综采围岩控制与支架适应性研究[D]. 夏均民.山东科技大学 2004
[7]深井高地压坚硬顶板采场围岩特性与支护设计方法[D]. 程家国.山东科技大学 2004
本文编号：3008897
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：192 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 问题的提出与研究意义
1.2 国内外研究现状及存在问题
1.3 主要研究内容及技术路线
2 基于节理裂隙损伤的大采高工作面采动应力分布规律
2.1 节理裂隙对煤体损伤的影响
2.2 大采高工作面支承压力的分布规律
2.3 本章小结
3 大采高工作面节理裂隙对煤壁稳定性的影响研究
3.1 节理面倾角对煤壁稳定性影响的物理模拟
3.2 节理倾角对煤壁稳定性影响的数值模拟
3.3 节理面方位角对煤壁稳定性影响的数值模拟
3.4 节理面间距对煤壁稳定性影响的数值模拟
3.5 本章小结
4 松软煤层煤壁的位移失稳规律
4.1 煤体内聚力对煤壁稳定性影响的数值模拟
4.2 煤体变形参数对煤壁稳定性影响的数值模拟
4.3 本章小结
5 大采高工作面支架-顶板-煤壁稳定性相互作用研究
5.1 实验支架系统的设计
5.2 模型设计与实验方案
5.3 支架初撑力对煤壁稳定性的影响
5.4 煤壁及顶板稳定性对支架位态的影响
5.5 支架-顶板-煤壁相互作用机制
5.6 本章小结
6 大采高工作面煤壁与支架稳定性控制技术研究
6.1 大采高工作面煤壁与支架稳定性控制技术
6.2 工业性试验研究
6.3 本章小结
7 结论与展望
7.1 研究结论
7.2 创新点
7.3 研究展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]坚硬顶板大采高工作面压架事故及支架阻力分析[J]. 郭卫彬,刘长友,吴锋锋,杨培举,吴升富. 煤炭学报. 2014(07)
[2]煤层硬夹矸对大采高工作面煤壁稳定性影响机理研究[J]. 杨敬轩,刘长友,吴锋锋,杨宇. 采矿与安全工程学报. 2013(06)
[3]Investigation of stability of a tunnel in a deep coal mine in China[J]. Kulatilake P.H.S.W.,Wu Qiong,Yu Zhengxing,Jiang Fuxing. International Journal of Mining Science and Technology. 2013(04)
[4]布尔台煤矿大采高开采转综放开采实践研究[J]. 杨荣明,吴士良. 煤炭科学技术. 2012(12)
[5]大采高工作面矿压显现规律及煤壁片帮稳定性研究[J]. 姜玉连. 煤炭工程. 2012(11)
[6]红柳林煤矿大采高工作面设备快速入井运输实践[J]. 王治伟. 煤炭工程. 2012(09)
[7]ZY16800/32/70液压支架的有限元分析[J]. 张恩威. 煤矿机械. 2012(09)
[8]厚煤层大采高采场煤壁的破坏规律与失稳机理[J]. 杨培举,刘长友,吴锋锋. 中国矿业大学学报. 2012(03)
[9]大采高采场上覆岩层运移规律数值模拟[J]. 孙占国. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2012(02)
[10]“三软”煤层大采高工作面采场覆岩运动规律数值研究[J]. 肖家平,韩磊,姚向荣,周波. 煤矿开采. 2012(01)
博士论文
[1]厚煤层大采高综采采场覆岩破断失稳规律及控制研究[D]. 吴锋锋.中国矿业大学 2014
[2]复杂节理岩体力学参数尺寸效应及工程应用研究[D]. 吴琼.中国地质大学 2012
[3]沿空巷道窄帮蠕变特性及其稳定性控制技术研究[D]. 王红胜.中国矿业大学 2011
[4]软煤层大采高综采采场围岩控制理论及技术研究[D]. 朱涛.太原理工大学 2010
[5]两柱掩护式放顶煤支架与围岩关系及适应性研究[D]. 杨培举.中国矿业大学 2009
[6]高土石坝张拉裂缝开展机理研究与数值模拟[D]. 张琰.清华大学 2009
[7]节理岩体采动损伤本构模型及其在露井联采工程中的应用[D]. 蓝航.煤炭科学研究总院 2007
[8]两柱掩护式大采高强力液压支架适应性研究[D]. 刘俊峰.煤炭科学研究总院 2006
[9]砼坝—地基破坏的离散元方法与断裂力学的耦合模型研究[D]. 侯艳丽.清华大学 2005
硕士论文
[1]厚煤层大采高综采工作面采场围岩稳定性研究[D]. 杨冲.北方工业大学 2013
[2]大采高采场覆岩结构及围岩控制技术研究[D]. 何鹏飞.太原理工大学 2011
[3]大采高采场围岩控制及支架稳定性研究[D]. 郭振兴.西安科技大学 2010
[4]松软煤层煤壁浅孔注水防片帮技术研究[D]. 周大为.安徽理工大学 2009
[5]大采高综采工作面矿压显现特征及控制研究[D]. 胡国伟.太原理工大学 2006
[6]大采高综采围岩控制与支架适应性研究[D]. 夏均民.山东科技大学 2004
[7]深井高地压坚硬顶板采场围岩特性与支护设计方法[D]. 程家国.山东科技大学 2004
本文编号：3008897
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