龙马煤矿采煤方法改革与支护形式研究

论文摘要

对于具有坚硬顶板的煤层,过去比较普遍采用的是刀柱式采煤法。但随着采煤机械化的发展和对提高资源回收率的要求,多数条件下已逐步向长壁冒落采煤法转变。为了适应这种采煤方法的需要,采用行之有效的顶板控制方法就显得尤为重要。本文按照龙马煤矿从刀柱式采煤法向走向长壁采煤法转变的要求,利用相似材料模拟试验确定了采煤方法改革后的初次垮落步距、周期来压步距等矿压显现参数,然后根据这些基本数据提出支护方案和采空区处理措施,最终确定采用单体液压支柱支护工作面,采用浅孔爆破强制放顶来管理采空区坚硬顶板。通过工程实施和现场观测,验证了这些措施设计合理,切实可行,满足了龙马煤矿矿井技改的要求,取得了良好的技术经济效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及研究意义
• 1.1.1 坚硬顶板的管理是龙马煤矿采煤方法改革的关键
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究动态及存在的不足
• 1.2.1 国内外坚硬顶板控制的研究动态
• 1.2.2 存在的不足
• 1.3 研究的基本内容和技术路线
• 1.3.1 研究的基本内容
• 1.3.2 研究的技术路线
• 2 龙马煤矿长壁工作面上覆岩层运动规律分析
• 2.1 长壁工作面上覆岩层运动规律分析
• 2.1.1 工作面上覆岩层破坏的基本形式
• 2.1.2 工作面上覆岩层“三带”划分
• 2.1.3 工作面上覆岩层在纵向上的运动发展规律
• 2.1.4 工作面需控岩层范围内覆岩运动规律
• 2.1.5 工作面支承压力分布规律
• 2.2 龙马煤矿长壁工作面相似材料模拟试验
• 2.2.1 相似材料模拟试验模型的建立
• 2.2.2 走向长壁工作面相似材料模拟试验
• 2.3 小结
• 3 回采工作面顶板分类和矿压显现特征
• 3.1 工作面直接顶分类和老顶分级
• 3.1.1 工作面直接顶分类
• 3.1.2 工作面老顶分级
• 3.2 坚硬顶板工作面矿压显现特征
• 3.3 小结
• 4 坚硬顶板支架-围岩的相互作用关系
• 4.1 顶板的力学特性分析
• 4.1.1 直接顶的力学特性
• 4.1.2 老顶的力学特性
• 4.2 支架的工作阻力分析
• 4.2.1 支架工作阻力的来源
• 4.2.2 支架工作阻力的作用
• 4.3 支架工作阻力与覆岩作用机理的分析
• 4.3.1 支架工作阻力与顶板下沉量的关系
• 4.3.2 支架工作阻力与覆岩结构的关系
• 4.4 小结
• 5 龙马煤矿工作面坚硬顶板支护方式的确定
• 5.1 坚硬顶板的控制目标和控制原则
• 5.1.1 坚硬顶板的控制目标
• 5.1.2 坚硬顶板的控制原则
• 5.2 工作面支护方式的选择
• 5.2.1 单体液压支柱π钢梁支护
• 5.2.2 XDY型悬移顶梁液压支架支护
• 5.3 小结
• 6 龙马煤矿采空区处理的方式与参数
• 6.1 采空区的力学特性和控顶因素分析
• 6.1.1 采空区的力学特性
• 6.1.2 控顶因素分析
• 6.1.3 顶板管理重点
• 6.2 坚硬顶板的采空区处理方法
• 6.2.1 顶板高压注水的机理和方式
• 6.2.2 强制放顶
• 6.3 龙马煤矿采空区处理方式的选择及技术参数
• 6.3.1 浅孔爆破强制放顶的爆破参数
• 6.3.2 浅孔爆破强制放顶的工艺流程
• 6.3.3 浅孔爆破强制放顶的技术要求
• 6.3.4 浅孔爆破强制放顶的安全技术措施
• 6.3.5 浅孔爆破强制放顶的效果分析
• 6.4 小结
• 7 结论与建议
• 7.1 主要结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参与的科研项目与己发表的学术论文