论文题目: 长壁采场覆岩“O”型空间结构及相关矿山压力研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 采矿工程
作者: 马其华
导师: 姜福兴
关键词: 覆岩空间结构,板壳大结构,铰接岩板半拱小结构,支承压力,关键层,条带开采
文献来源: 山东科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 采场覆岩空间结构是指对采场矿压显现有重要影响的覆岩破裂后形成的三维结构。我们把一面采空(四周为实体煤)形成的采场覆岩空间结构称为“O”型空间结构。本文运用相似模拟、理论分析、现场实测和数值模拟等方法,对采场覆岩“O”型空间结构的形成、演化规律、与支承压力分布的关系及主要影响因素进行了研究: 通过相似材料模拟试验和现场实测研究,认为采场覆岩存在大小两个空间结构,即在整个采空区覆岩层中“板-壳”演化的大空间结构,在采空区四周存在一个呈“铰接岩板半拱”演化的小空间结构。采场覆岩“O”型空间结构的形成过程实质上是两个空间结构的演化过程。随大空间结构演化,采场围岩支承压力由弹性分布向弹塑性分布演化:随小空间结构演化,采场呈周期性来压。“板-壳”大空间结构的阶段性跃升使采场呈大周期异常来压现象。 研究揭示的覆岩“O”型空间结构演化及矿山压力分布规律为:覆岩“O”型空间结构发育高度为采空区短边跨度所控制,采空区“见方”时易来大压:在空间结构演化过程中存在厚硬岩层夹持作用效应,而夹持作用效应是采动初期老顶与直接顶属性转化的根本原因;“O”型空间结构采场两侧实体煤内破坏范围和支承压力分布规律基本相同;工作面推进距离,l=4H/π≈1.27H时,围岩支承压力达到最大值。 本研究揭示了关键层、覆岩岩性、煤岩层倾角、采深、基岩厚度、采高、重复采动和采空区跨度对采场覆岩“O”型空间结构演化的影响规律和特征。此外,厚松散层、地表采动程度、工作面推进速度、采煤方法与顶板管理方法、开采程序及时间因素等对采场覆岩空间结构均有一定影响。 在对采场覆岩“O”型空间结构演化规律研究的基础上,作者探讨了条带采场覆岩“O”型空间结构及其演化规律,分析了条带覆岩空间结构及地表沉陷与控制的五个实例,认为利用采场覆岩“O”型空间结构观点设计条带开采来控制地表沉陷是可行的,并提出了条带开采设计准则与要点。 本研究中取得的一些重要研究成果,已写成学术论文并公开发表。
论文目录:
1 绪论
1.1 课题的提出
1.2 国内外研究概况与现状
1.3 课题的研究内容、研究方法和技术路线
1.4 本章小结
2 覆岩“O”型空间结构的形成与发展演化
2.1 相似材料模拟试验研究
2.2 采场覆岩“O”型空间结构动态破裂过程实测研究
2.3 覆岩“O”型空间结构的形成与发展演化
2.4 本章小结
3 覆岩“O”型空间结构的运动与矿山压力分布的关系
3.1 覆岩“O”型空间结构的演化规律
3.2 采场最大支承压力的理论研究
3.3 覆岩“O”型空间结构运动过程中的矿山压力分布
3.4 本章小结
4 影响覆岩“O”型空间结构运动与矿山压力分布的主要因素
4.1 关键层的作用
4.2 岩性对覆岩“O”型空间结构演化高度的影响
4.3 覆岩“O”型空间结构与煤岩层倾角效应
4.4 采深和基岩厚度对覆岩“O”型空间结构发育高度的影响
4.5 采高对覆岩空间结构高度演化的影响
4.6 工作面采空区跨度对覆岩空间结构的影响
4.7 本章小结
5 覆岩“O”型空间结构观点的验证与应用
5.1 微地震揭示的采场覆岩空间结构破裂特征
5.2 覆岩“O”型空间结构观点与条带开采
5.3 本章小结
6 主要结论
致谢
参考文献
作者在攻读博士期间主要研究成果
发布时间: 2005-09-30
参考文献
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- [4].基于覆岩应力的岩层移动变形机理及预计模型研究[D]. 许国胜.河南理工大学2017
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- [9].四面采空采场“θ”型覆岩多层空间结构运动及控制研究[D]. 汪华君.山东科技大学2006
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相关论文
- [1].微地震定位监测在采场冲击地压防治中的应用[D]. 成云海.山东科技大学2006