本文關(guān)鍵詞：近距離煤層聯(lián)合開采覆巖結(jié)構(gòu)演化規(guī)律研究

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【摘要】：本文以陽邑煤礦近距離煤層群開采為工程背景,借助理論分析、實驗室相似模擬試驗及計算機數(shù)值模擬試驗等方法,結(jié)合多目標(biāo)因素層次分析法,針對特定煤礦圍巖條件闡述何為近距離煤層,對近距離煤層的定義進行了定量分析。在此基礎(chǔ)上對比論證分析近距離煤層群聯(lián)合開采與單一煤層開采覆巖結(jié)構(gòu)運移變化的差異性,以及近距離煤層聯(lián)合開采覆巖結(jié)構(gòu)應(yīng)力場和位移場的分布特征,總結(jié)近距離煤層聯(lián)合開采礦壓顯現(xiàn)規(guī)律,為陽邑煤礦及相似地質(zhì)條件礦井的安全開采提供一定的理論指導(dǎo)。論文主要成果如下:(1)根據(jù)構(gòu)建出的“散體-塊體”頂板結(jié)構(gòu)模型,分析破碎頂板的冒落機理和動態(tài)過程。分析巖層特征、強度、完整性、煤層采動影響以及頂板圍巖應(yīng)力與穩(wěn)定性系數(shù)等因素對頂板穩(wěn)定的影響,運用多目標(biāo)層次分析法對各因素指標(biāo)進行定量評價,結(jié)合煤層賦存條件、開采條件及層間采動影響等因素對近距離煤層概念進行初步劃分,將煤層群分為非近距離煤層、近距離煤層和極近距離煤層。(2)通過實驗室相似模擬試驗,近距離煤層聯(lián)合開采過程中,對比不同錯距上下位工作面開采應(yīng)力場與位移場演化特征,最終確定上下位煤層工作面沿走向的合理錯距為40cm,對應(yīng)幾何相似比現(xiàn)場實際錯距為20m。(3)總結(jié)分析近距離煤層聯(lián)合開采覆巖運移與破斷規(guī)律,大青面開采后頂板呈現(xiàn)塊狀破斷結(jié)構(gòu),下架面開采過程中對已破斷巖層造成二次破壞,二次破斷位置位于塊狀巖體形心位置。下架面頂板初次來壓步距也為單煤層開采時的一半。厚煤層分層同采在上覆巖層垮落結(jié)構(gòu)上與聯(lián)合開采相似。(4)運用UEDE離散元數(shù)值模擬軟件模擬陽邑煤礦近距離煤層聯(lián)合開采,分別得到近距離煤層群聯(lián)合開采上下工作面應(yīng)力場和位移場運移演化規(guī)律,近距離煤層聯(lián)合開采超前支承壓力不同于單煤層下開采,工作面后方采空內(nèi)支承壓力變化為應(yīng)力降低區(qū)-冒落矸石壓實區(qū)-應(yīng)力降低區(qū)。同時根據(jù)模擬結(jié)果可知上下工作面聯(lián)合開采合理錯距范圍20~30m。(5)針對陽邑煤礦大青和下架回采面近距離煤層聯(lián)合開采工程地質(zhì)條件,對現(xiàn)場實施不同錯距方案下聯(lián)合開采,通過觀測分析巷道超前單體液壓支柱上壓力變化,得出合理錯距,為相似條件下開采提供理論指導(dǎo)和參考經(jīng)驗。
【學(xué)位授予單位】：河北工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD823.81

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本文編號：1290182