發(fā)布時(shí)間：2018-03-18 14:31

  本文選題：大傾角煤層　切入點(diǎn)：放頂煤　出處：《西安科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：大傾角松軟煤層綜放工作面頂煤破壞影響因素多,機(jī)理復(fù)雜�；夭蛇^程中,頂煤的破碎、漏冒對工作面支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性起著決定性影響。研究大傾角松軟煤層綜放工作面頂煤破壞的影響因素及作用機(jī)理對控制工作面“支架—圍巖”系統(tǒng)穩(wěn)定、保證工作面安全高效生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。本文采用數(shù)值分析、物理相似模擬實(shí)驗(yàn)、理論分析與工程實(shí)踐相結(jié)合的方法對頂煤破壞的影響因素及諸因素對頂煤破壞的作用機(jī)理進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:不同的煤層傾角、煤層強(qiáng)度、采放比以及支架的反復(fù)支撐是頂煤破壞的四個(gè)主要影響因素。煤層傾角的增大將使得頂煤破壞程度的區(qū)域性特征凸顯;煤層強(qiáng)度的降低則會(huì)加劇端面頂煤的破壞,擴(kuò)大破壞范圍;隨著采放比的增大端面頂煤的變形破壞程度將進(jìn)一步加劇;支架的反復(fù)支撐將使得控頂區(qū)頂煤的殘余強(qiáng)度急劇下降,破壞為失去宏觀力學(xué)聯(lián)系的散體介質(zhì)。在這四個(gè)影響因素中,煤層傾角與煤層強(qiáng)度屬內(nèi)因,支架的反復(fù)支撐與采放比設(shè)計(jì)屬外因。頂煤的“施載體”主要是基本頂“結(jié)構(gòu)”與下位載荷層載荷。沿走向基本頂“結(jié)構(gòu)”形式將經(jīng)歷“懸臂梁”→“砌體梁”→“低位小結(jié)構(gòu)”的轉(zhuǎn)化過程。工作面推進(jìn)過程中,頂煤受到的頂板壓力主要由非均衡約束作用下頂板的“低位小結(jié)構(gòu)”失穩(wěn)與載荷層載荷所提供。受煤層傾角影響,沿傾斜方向“關(guān)鍵層”層位向上遷移導(dǎo)致不同區(qū)域頂板“結(jié)構(gòu)”的形成層位與失穩(wěn)形式不一,進(jìn)而使得頂煤在不同壓力作用下的破壞程度出現(xiàn)區(qū)域性差異。當(dāng)頂煤進(jìn)入支架上方后,隨著圍壓狀態(tài)的改變,煤體殘余強(qiáng)度迅速降低,此時(shí)支架的反復(fù)支撐將會(huì)對在支承壓力下已發(fā)生損傷的頂煤造成再次破壞,特別是在煤層松軟時(shí),這種破壞的程度更加劇烈,影響范圍也更靠近煤壁,易造成頂煤漏冒。當(dāng)采放比設(shè)計(jì)過大時(shí),較薄的頂煤抗載能力弱化,在外載作用下更加容易過早地在支架上方破壞為散體介質(zhì)。上述因素對頂煤的破壞作用在一定條件下耦合疊加,將極大弱化工作面“支架—圍巖”系統(tǒng)穩(wěn)定性,誘發(fā)工作面圍巖災(zāi)害。長山子煤礦1121工作面生產(chǎn)過程中支架的工作阻力分布以及穩(wěn)定性的特征顯現(xiàn)了各影響因素對頂煤的破壞作用,并針對這些破壞作用提出了“大傾角松軟煤層綜放工作面支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性關(guān)鍵控制措施”。
[Abstract]:There are many factors affecting the failure of top coal in fully mechanized caving face with large inclination and soft seam, and the mechanism is complex. In the process of mining, the top coal is broken. The leakage of caving has a decisive effect on the stability of the supporting system of the working face. The factors affecting the failure of the top coal and the mechanism of the failure of the top coal in the fully mechanized caving face with large dip angle are studied, and the stability of the supporting and surrounding rock system of the working face is studied. It is of great significance to ensure the safe and efficient production of the working face. In this paper, numerical analysis and physical similarity simulation experiments are used. The influence factors of top coal failure and the action mechanism of various factors on top coal destruction are studied by combining theoretical analysis with engineering practice. The results show that: different coal seam inclination angle, coal seam strength, Mining caving ratio and repeated support are the four main influencing factors of top coal failure. The increase of coal seam inclination will make the regional characteristics of top coal destruction prominent, and the decrease of coal seam strength will aggravate the destruction of top coal on the end face. The extent of deformation and failure of top coal will be further aggravated with the increase of mining and drawing ratio, and the residual strength of top coal in controlled roof area will be decreased sharply by repeated support of support. Among the four influencing factors, the dip angle of coal seam and the strength of coal seam belong to internal cause. The design of repeatedly supporting and drawing ratio of support is an external cause. The "carrier" of top coal is mainly the basic top "structure" and the lower load layer load. "cantilever beam" will be experienced along the direction of the basic top "structure". 鈫扢asonry beam. 鈫扗uring the working face advance, the roof pressure of the top coal is mainly provided by the instability of the "low position structure" and the load layer load of the roof under the action of unbalanced constraint, which is affected by the inclination of the coal seam, the process of transformation of the "low small structure" in the working face is mainly provided by the "low position small structure" under the action of disequilibrium constraint. The upward migration of the "critical layer" along the inclined direction leads to different cambium and instability of the roof "structure" in different regions. When the top coal enters above the support, with the change of the confining pressure, the residual strength of the coal decreases rapidly. At this time, the repeated support of the support will cause another damage to the damaged top coal under the supporting pressure, especially when the coal seam is soft, the degree of the damage is more severe, and the influence range is closer to the coal wall. It is easy to cause roof coal leakage and caving. When the drawing ratio is too large, the thin top coal anti-load ability is weakened. Under the action of external load, it is easier to prematurely destroy on the top of the support as a granular medium. The above factors are coupled and superimposed on the top coal under certain conditions, which will greatly weaken the stability of the "brace-surrounding rock" system in the working face. The characteristics of working resistance distribution and stability of the support in the production process of 1121 working face of Changshanzi Coal Mine show the destructive effect of various factors on the top coal. The key control measures for the stability of the support system of the fully mechanized caving face in the soft coal seam with large inclination are put forward.
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD355;TD323

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5 翟新獻(xiàn);張會(huì)見;;綜放開采頂煤損傷變形基礎(chǔ)理論研究[A];煤炭開采新理論與新技術(shù)——中國煤炭學(xué)會(huì)開采專業(yè)委員會(huì)2010年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2010年

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4 郎丁;大傾角松軟煤層綜放工作面頂煤破壞影響因素與機(jī)理研究[D];西安科技大學(xué);2015年

5 丁國璽;激振條件下頂煤放出規(guī)律的數(shù)值模擬研究[D];河南理工大學(xué);2011年

6 夏小剛;急斜煤層頂煤可放性因素研究[D];西安科技大學(xué);2005年

7 張會(huì)軍;綜放開采冒落矸石堆積特征與頂煤回收率關(guān)系研究[D];煤炭科學(xué)研究總院;2009年

8 徐天彬;高韌性特厚煤層綜放開采頂煤冒放性及控制研究[D];西安科技大學(xué);2005年

9 李德璽;紅會(huì)一礦綜放開采堅(jiān)硬頂煤預(yù)先弱化技術(shù)應(yīng)用研究[D];西安科技大學(xué);2005年

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本文編號：1629995