不规则顶分层破坏区下矿压规律及回采方法研究

不规则顶分层破坏区下矿压规律及回采方法研究

论文摘要

我国对于煤炭资源的需求量日益增加,开采重心逐渐由浅部转至深部,虽然部分浅部资源己经完成所谓的回采,但由于当时技术、管理的落后,已完成回釆的煤层仍然残留大量煤炭资源。本文针对其中较为特殊的一种情况,即厚煤层采用分层开采,首采上分层下分层暂不回采从而造成上分层残煤赋存的情况展开研宄。首先通过力学试验、瞬变电磁仪掌握现场残留煤体的力学属性及空间分布,发现由于早期“以掘代采”的生产方法及不完善的管理,使得残留煤体分布极不规则,从而造成其特殊性及复杂性,为此,对回采工作面进行矿压跟踪监测,建立理想力学模型,得到了不规则顶分层破坏区条件下其推进矿压变化剧烈,且当工作面接近残留煤体时,矿压值会发生异常增大的规律,并利用数值模拟软件实现不规则顶分层破坏区,通过应力、位移、能量等指标全方位掌握其矿压、变形演化规律,结果表明,顶分层破坏区条件下应当首选放顶煤回采,同时对于支护设备的适应范围有较高的要求,当前悬移顶梁支架虽然能够满足强度的需求,但其适应能力有限,需选择具有更好适应能力的综放支架,以保证生产安全。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 详细摘要
  • Detailed Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 选题背景
  • 1.2 研究意义
  • 1.3 研究现状分析
  • 1.3.1 分层开采残留资源回收研究现状
  • 1.3.2 放顶煤矿压显现规律研究现状
  • 1.3.3 放顶煤条件下工作面及巷道控制技术研究现状
  • 1.3.4 研究内容及技术路线
  • 2 不规则顶分层破坏区地质概况
  • 2.1 毛则渠地质概况
  • 2.2 通合地质概况
  • 2.2.1 交通位置
  • 2.2.2 地形地貌
  • 2.3 东沟地质概况
  • 2.3.1 交通位置
  • 2.3.2 地形地貌
  • 2.4 研究区域内煤的物理性质和煤岩特征
  • 2.5 不规则顶分层破坏区采空区分布及积水、积气状况
  • 2.6 本章小结
  • 3 不规则顶分层破坏区煤岩样性质试验
  • 3.1 煤的物理、化学性质
  • 3.2 力学性质试验
  • 3.2.1 抗压强度试验
  • 3.2.2 抗拉强度试验
  • 3.2.3 抗剪强度试验
  • 3.3 本章小结
  • 4 工作面近距离不规则顶分层破坏区物探研究
  • 4.1 现场条件
  • 4.1.1 毛则渠现场条件
  • 4.1.2 通合现场条件
  • 4.2 PROTEM47 瞬变电磁仪
  • 4.2.1 仪器简介
  • 4.2.2 探测原理
  • 4.2.3 数据成图
  • 4.2.4 应用范围
  • 4.3 测试结果及分析
  • 4.3.1 测站布置
  • 4.3.2 探测结果
  • 4.4 本章小结
  • 5 不规则顶分层破坏区矿压显现规律研究
  • 5.1 毛则渠老坑口煤矿回采工作面概况
  • 5.1.1 现有工作面基本参数
  • 5.1.2 巷道布置
  • 5.1.3 当前采煤工艺
  • 5.1.4 设备配置
  • 5.2 矿压资料分析
  • 5.2.1 矿压观测基本步骤
  • 5.2.2 7404 工作面矿压分析
  • 5.2.3 7406 工作面矿压分析
  • 5.2.4 7408 工作面矿压分析
  • 5.3 不规则顶分层破坏区下工作面支架工阻值分布情况
  • 5.5 本章小结
  • 6 不规则顶分层破坏区矿压显现规律力学模型分析
  • 6.1 介质中的应力状态
  • 6.2 介质中自重应力的计算
  • 6.3 承载介质压力分布及简化计算
  • 6.3.1 承载介质压力的实际分布规律
  • 6.3.2 承载介质中附加应力的计算-Boussinesq 解
  • 6.4 现场力学模型建立
  • 6.4.1 回采工作面未推进至残留煤体附近的应力分布
  • 6.4.2 回采工作面接近残留煤体时承载体中的附加应力
  • 6.5 本章小结
  • 7 不规则顶分层破坏区下回采数值模拟研究
  • 7.1 FLAC/FLAC3D 计算原理
  • 7.2 数值模拟研究
  • 7.2.1 理想化模型的建立
  • 7.2.2 理想模型模拟结果分析
  • 7.3 现场模型数值模拟研究
  • 7.3.1 现场基本条件
  • 7.3.2 采空区特征
  • 7.3.3 现场模型构建
  • 7.3.4 模拟方案
  • 7.4 模拟结果分析
  • 7.4.1 有无顶分层破坏区对比
  • 7.4.2 顶分层破坏区下工作面推进过程应力分布规律
  • 7.4.3 顶分层破坏区下工作面推进过程位移分布规律
  • 7.4.4 顶分层破坏区下工作面推进过程能量分布规律
  • 7.4.5 回采速度及采空区面积影响分析
  • 7.5 本章小结
  • 8 不规则顶分层破坏区采煤方法及其优化
  • 8.1 顶分层破坏区现有采煤方法评价
  • 8.1.1 支护强度
  • 8.1.2 悬移顶梁支架适应性
  • 8.1.3 适应现有矿区设计
  • 8.1.4 自身优势
  • 8.2 回采方法改进建议
  • 8.2.1 采煤方法的选择
  • 8.2.2 设备选型
  • 8.2.3 工艺流程
  • 8.3 综放回采的相关问题
  • 8.3.1 顶分层破坏区条件下液压支架的安装问题
  • 8.3.2 配合工作
  • 8.4 本章小结
  • 9 结论及创新点
  • 9.1 主要结论
  • 9.2 创新点
  • 9.3 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介
  • 在学期间发表的学术论文
  • 在学期间参加科研项目
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    不规则顶分层破坏区下矿压规律及回采方法研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢