综采放顶煤采场厚层坚硬顶板稳定性分析及应用论文-史红

综采放顶煤采场厚层坚硬顶板稳定性分析及应用论文-史红

论文题目: 综采放顶煤采场厚层坚硬顶板稳定性分析及应用

论文类型: 博士论文

论文专业: 采矿工程

作者: 史红

导师: 姜福兴,谭云亮,杨永杰,马其华

关键词: 综放采场,厚层坚硬顶板,破断规律,顶煤放出率,动态稳定性

文献来源: 山东科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 综采放顶煤技术经过近二十多年的迅速发展,无论是在理论研究还是工程技术方面,已经达到了很高的水平,但仍然存在很多问题尚未解决。针对综放采场顶板运动稳定性的特点,论文重点解决初次来压阶段综放采场厚层坚硬顶板的运动规律及其“关键性”问题,以及初次来压阶段和正常推进阶段顶煤放出率的变化对厚层坚硬顶板结构稳定性的影响。结合工程实际,应用论文研究成果,对河南义马常村矿巨厚砾岩孤岛综放面顶板结构的稳定性、综放工作面“异常压力”的产生机理进行研究。 在初次来压阶段,采用两端嵌固梁考虑体积力的力学模型,利用弹性理论分析了厚层坚硬岩层的应力分布。厚层坚硬岩层的运动方式分别为:沿中间弱面被剪开的分层运动;全厚度压剪破坏;弯拉破坏。通过力学分析,得到了上述三种运动方式的力学判据和判断曲线。得出了厚层坚硬岩层分层运动后,对其他岩层的控制作用减弱,其“关键性”下降的结论。现场实例检验表明,此方法用于老顶初次断裂方式和步距的预测,比传统的简单加线载荷、用材料力学进行分析的方法更符合厚层坚硬顶板的实际情况,能对“关键层”在运动过程中的破断方式做出准确的判断。 针对综放采场顶板结构的运动特点,提出了老顶运动失稳的两种形式,分别为:由 于顶煤放出率增加,顶板结构下沉量过大而造成的在运动过程中整体变形失稳;由于工 作面推进跨度增大或上覆岩层存在断层等构造,而造成的局部铰接失稳。建立了初次来 压和周期来压阶段顶板稳定性分析的结构力学模型,利用最小势能原理分析了老顶结构 在初次来压和周期来压阶段保持整体变形稳定的条件;利用强度理论分析了老顶结构在 初次来压和周期来压阶段保持局部铰接稳定的条件。得到了顶板结构保持整体变形稳定 和局部铰接稳定相统一的、与顶煤放出率相关的力学判断准则。 根据综放采场顶板结构运动特点,详细描述了综放采场上覆岩层中需控岩层的范围。 分析了组成老顶结构的可能岩块数。得到了初次来压和周期来压阶段不同岩性的顶板由 岩层厚度表示的稳定性判断曲线,给出了基于顶煤放出率和关键岩层厚度的岩层运动稳 定性判断方法。 结合具体采场实例,验证了通过调整顶煤的放出率、利用力学原理预测运动岩层范 围和稳定性,从而实现厚层坚硬顶板工作面的安全开采的可行性。

论文目录:

1 绪论

1.1 问题的提出

1.2 文献综述及国内外研究现状

1.3 放顶煤开采顶板结构课题中需进一步研究的问题

1.4 本文的研究内容和研究方法

1.5 本章小结

2 初次来压阶段综放采场上覆厚层坚硬岩层的运动形式及其控制

2.1 以往研究上覆岩层运动与破坏形式的成果

2.2 综放采场上覆厚层坚硬岩层运动的力学模型和力学分析

2.3 综放采场上覆厚层坚硬岩层的运动和破坏形式的力学判断准则

2.4 综放采场上覆厚层坚硬岩层运动方式的判断方法和应用

2.5 本章小结

3 综放采场上覆厚层坚硬顶板结构动态稳定性的力学分析

3.1 结构稳定理论及分析方法

3.2 初次来压阶段综放采场上覆厚层坚硬顶板结构的动态稳定性判断准则

3.3 周期来压阶段综放采场上覆厚层坚硬顶板结构的动态稳定性判断准则

3.4 本章小结

4 综放采场上覆厚层坚硬顶板结构的动态稳定性分析在工程中的应用方法

4.1 综放工作面顶板结构特点和运动特点

4.2 综放采场顶板结构的动态稳定性判据的应用方法

4.3 顶板结构动态稳定性的影响因素

4.4 本章小结

5 巨厚砾岩下孤岛综放面顶板结构的动态稳定性分析

5.1 河南义马2107_2综放工作面顶板结构结构和运动特点

5.2 河南义马2107_2综放工作面顶板结构的动态稳定性分析

5.3 本章小结

6 综放采场顶板结构异常压力的产生机理

6.1 综放采场异常压力的定义

6.2 综放采场异常压力的产生机理

6.3 本章小结

7 主要研究成果与结论

致谢

攻读博士期间发表论文和参加的科研项目

参考文献

发布时间: 2005-09-30

参考文献

  • [1].复合坚硬顶板变形破断特征及对矿压显现的影响规律[D]. 王海洋.重庆大学2017
  • [2].巨厚坚硬顶板条件下逆断层对冲击地压作用机制研究[D]. 吕进国.中国矿业大学(北京)2013
  • [3].坚硬顶板孤岛工作面冲击地压机理及防治技术研究[D]. 庞绪峰.中国矿业大学(北京)2013
  • [4].坚硬顶板条件冲击地压发生机理及控制对策[D]. 汤建泉.中国矿业大学(北京)2016
  • [5].固体充填防治坚硬顶板动力灾害机理研究[D]. 周楠.中国矿业大学2014
  • [6].超近距离煤层合层开采顶板灾害相似模拟及控制技术研究[D]. 李建璞.中国矿业大学(北京)2013
  • [7].安全高效能坚硬煤岩承压式爆破控制机理及试验分析[D]. 杨敬轩.中国矿业大学2015
  • [8].特厚煤层坚硬顶板破断动载特征及巷道围岩控制研究[D]. 于洋.中国矿业大学2015
  • [9].大同矿区特厚煤层综放开采强矿压显现机理及顶板控制研究[D]. 于斌.中国矿业大学2014
  • [10].大同矿区坚硬顶板运动特征及对综放工作面矿压影响研究[D]. 朱志洁.辽宁工程技术大学2015

相关论文

  • [1].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
  • [2].采动覆岩破坏特征及其应用研究[D]. 尹增德.山东科技大学2007

Abstract:zeng cai fang ding mei ji shu jing guo jin er shi duo nian de xun su fa zhan ,mo lun shi zai li lun yan jiu hai shi gong cheng ji shu fang mian ,yi jing da dao le hen gao de shui ping ,dan reng ran cun zai hen duo wen ti shang wei jie jue 。zhen dui zeng fang cai chang ding ban yun dong wen ding xing de te dian ,lun wen chong dian jie jue chu ci lai ya jie duan zeng fang cai chang hou ceng jian ying ding ban de yun dong gui lv ji ji “guan jian xing ”wen ti ,yi ji chu ci lai ya jie duan he zheng chang tui jin jie duan ding mei fang chu lv de bian hua dui hou ceng jian ying ding ban jie gou wen ding xing de ying xiang 。jie ge gong cheng shi ji ,ying yong lun wen yan jiu cheng guo ,dui he na yi ma chang cun kuang ju hou li yan gu dao zeng fang mian ding ban jie gou de wen ding xing 、zeng fang gong zuo mian “yi chang ya li ”de chan sheng ji li jin hang yan jiu 。 zai chu ci lai ya jie duan ,cai yong liang duan qian gu liang kao lv ti ji li de li xue mo xing ,li yong dan xing li lun fen xi le hou ceng jian ying yan ceng de ying li fen bu 。hou ceng jian ying yan ceng de yun dong fang shi fen bie wei :yan zhong jian ruo mian bei jian kai de fen ceng yun dong ;quan hou du ya jian po huai ;wan la po huai 。tong guo li xue fen xi ,de dao le shang shu san chong yun dong fang shi de li xue pan ju he pan duan qu xian 。de chu le hou ceng jian ying yan ceng fen ceng yun dong hou ,dui ji ta yan ceng de kong zhi zuo yong jian ruo ,ji “guan jian xing ”xia jiang de jie lun 。xian chang shi li jian yan biao ming ,ci fang fa yong yu lao ding chu ci duan lie fang shi he bu ju de yu ce ,bi chuan tong de jian chan jia xian zai he 、yong cai liao li xue jin hang fen xi de fang fa geng fu ge hou ceng jian ying ding ban de shi ji qing kuang ,neng dui “guan jian ceng ”zai yun dong guo cheng zhong de po duan fang shi zuo chu zhun que de pan duan 。 zhen dui zeng fang cai chang ding ban jie gou de yun dong te dian ,di chu le lao ding yun dong shi wen de liang chong xing shi ,fen bie wei :you yu ding mei fang chu lv zeng jia ,ding ban jie gou xia chen liang guo da er zao cheng de zai yun dong guo cheng zhong zheng ti bian xing shi wen ;you yu gong zuo mian tui jin kua du zeng da huo shang fu yan ceng cun zai duan ceng deng gou zao ,er zao cheng de ju bu jiao jie shi wen 。jian li le chu ci lai ya he zhou ji lai ya jie duan ding ban wen ding xing fen xi de jie gou li xue mo xing ,li yong zui xiao shi neng yuan li fen xi le lao ding jie gou zai chu ci lai ya he zhou ji lai ya jie duan bao chi zheng ti bian xing wen ding de tiao jian ;li yong jiang du li lun fen xi le lao ding jie gou zai chu ci lai ya he zhou ji lai ya jie duan bao chi ju bu jiao jie wen ding de tiao jian 。de dao le ding ban jie gou bao chi zheng ti bian xing wen ding he ju bu jiao jie wen ding xiang tong yi de 、yu ding mei fang chu lv xiang guan de li xue pan duan zhun ze 。 gen ju zeng fang cai chang ding ban jie gou yun dong te dian ,xiang xi miao shu le zeng fang cai chang shang fu yan ceng zhong xu kong yan ceng de fan wei 。 fen xi le zu cheng lao ding jie gou de ke neng yan kuai shu 。de dao le chu ci lai ya he zhou ji lai ya jie duan bu tong yan xing de ding ban you yan ceng hou du biao shi de wen ding xing pan duan qu xian ,gei chu le ji yu ding mei fang chu lv he guan jian yan ceng hou du de yan ceng yun dong wen ding xing pan duan fang fa 。 jie ge ju ti cai chang shi li ,yan zheng le tong guo diao zheng ding mei de fang chu lv 、li yong li xue yuan li yu ce yun dong yan ceng fan wei he wen ding xing ,cong er shi xian hou ceng jian ying ding ban gong zuo mian de an quan kai cai de ke hang xing 。

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